1) درمدار شكل زير، ترانزيستور داراي β=60  مي باشد               

الف) به ازاي مقاديرR1 = 20 kΩ , R2 = 5 kΩ حداكثر دامنه نوسان متقارن جريان و ولتاژ نقطه كار را بدست آوريد. حداكثر دامنه نوسان Vo چقدر است ؟

ب) R1 , R2 را به گونه اي طرح كنيد كه خروجي داراي حداكثر دامنه نوسان متقارن باشد و آن را بدست آوريد .

ج ) بند (ب) را در صورتي كه مقاومت Rc  بايپاس گردد تكرار كنيد .

{مثال حل شده در كلاس حل تمرين مورخ 2/10/82}

 

حل :

RT=R1 || R2 = 20 || 5 = 4 kΩ

VT = Vcc* R2 / ( R1+R2 ) = 25 *5 / ( 20+5)=5 v

DC : VT=RT*IB + VBE + RE*IE

IE = (β+1)*IB = 61*IB

IB = 34.1 µA                ,           Ic= β*IB=2 mA            ,           IE = ( β+1 )*IB = 2.1 mA

Rac=Rc+RE || RL = 1+2 || 2= 2    kΩ

RDC=Rc+RE=1+2=3  kΩ

VCEQ = Vcc-RDC*ICQ = 25 – 3*2 = 19 v

Vce = -Rac * ic            ic = -0.5* vce

IC-ICQ = -0.5 ( vCE – VCEQ )

iC= -0.5* vce + 11.5

 

 

 

 

 

Vce,max = 4  v ,           ic,max = 0.5 * 4 =2 mA

 

 

Vo= 2*io         io = ic /2           vo = 2 * ( ic/2 ) = ic                 vo,max = ic,max = 2 v

ب)

ICQ = Vcc / ( Rac + RDC ) = 25 / ( 2+3 ) = 5 mA

VCEQ = Vcc*Rac / ( Rac + RDC ) = 25*2 / 5 = 10 v , iC – ICQ = -0.5 ( vCE – VCEQ ) iC = -0.5 * vCE + 10               ,            ic,max = 0.5 * 9.8 = 4.9  mA

 

RT = 0.1 * β* RE = 12  kΩ

VT = RT*IB + VBE + RE*IE = 11.7 v

R1 = ( Vcc / VT ) * RT = 25 * 12 / 11.7 = 25.64   kΩ

R2 = ( vcc * RT ) / ( Vcc – VT ) = 22.6  kΩ

ج)

Rac = RE || RL = 1  kΩ

RDC = Rc + RE = 1+2 = 3  kΩ

ICQ = Vcc / ( Rac + RDC ) = 25 / 4 = 6.25   mA

 Acخط بار  :  vce = -Rac * ic                 ic = - vce

DCخط بار :   VCE = Vcc – RDC * Ic     

نقطه كار   :  Q ( 6.25 mA , 6.25 v )

RT = 0.1* β*RE = 6*2= 12    kΩ

VT = RT*IB + VBE + RE*IE =12* ( 6.25 / 60 ) +0.7 + 2*6.25 = 14.45  v

R1 = 20.8  kΩ    ,    R2 = 28.44   kΩ

محاسبه حداكثر دامنه نوسان  : iC – ICQ = - ( vCE – VCEQ ) ,             iC = -vCE + 12.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) در مدار كلكتور مشترك شكل زير ترانزيستور داراي 100<= β<=150 مي باشد .

الف) مقاديرR1 , R2 براي داشتن حداكثر دامنه نوسان متقارن خروجي محاسبه كنيد .

ب) حداكثر دامنه نوسان متقارن ولتاژ و جريان كلكتور و ولتاژ خروجي را محاسبه نماييد .

{مثال فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}

 

 

حل :

Rac= RE || RL = 0.6  kΩ

RDC = RE = 1.5 kΩ

ICQ = Vcc / ( Rac +RDC ) = 21 / ( 1.5 + 0.6 ) = 10 mA

VCEQ = 21 * 0.6 / ( 1.5 + 0.6 ) = 6 v

RT = 0.1 * β* RE = 10*1.5 =15  kΩ

VT = RT * Ic/ βav + VBE + RE*IE =15*10/125 + 0.7 + 1.5*10 = 16.9 v

R1= 21* 15 / 16.9 = 18.6  kΩ

R2 = 21 * 15 / ( 21 – 16.9 ) = 76.8  kΩ

ب)

DC : VCE = Vcc – RDC*IC

iC= 14 – 2/3 VCE

خط بار ac : vce = - Rac * ic                   iC = - 1.67 vce              iC –ICQ = -1.67 ( vce – VCEQ)

iC= -1.67* vCE +20

 

 

 

 

 

 

3) در مدار شكل زير با فرض RB << β*RE  نقطه كار را بدست آوريد ، خطوط بارac , DC را رسم كرده  و حداكثر دامنه نوسان متقارن خروجي را محاسبه نماييد .

{مثال فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}

 

 

 

حل :

 

 

 

RB*IB + VBE + RE*IE –10 = 0

IEQ = (10 – 0.7 ) / 0.1 = 93 mA

VCEQ = 10 + 10 – ( 0.1 + 0.05 )*93 = 6.1 v

مختصات نقطه كار  : Q ( 93 mA , 6.1 v )

Rac = RE || RL = ( 200*150 ) / ( 100 + 150 ) = 60   Ω

RDC = Rc+RE = 50 + 100 = 150  Ω

Vce = -Rac*ic              ic = - 16.67* vce

VCE = Vcc – VEE – RDC*IC

iC= 133.33 – 6.67*VCE                        iC-ICQ = -16.67 ( vce – VCEQ )                       

iC= - 16.67*vCE + 194.7

 

 

 

 

 

4) در مدار شكل زير ترانزيستور داراي  VBE(on) = 0.7 v , 40 <= β <= 60 مي باشد .Rc , RE  را طوري تعيين كنيد كه نقطه كار از پايداري مطلوبي نسبت به تغييرات β  برخوردار بوده و ضمناً دامنه نوسان متقارن خروجي حداكثر گردد. حداكثر دامنه نوسان خروجي چقدر است ؟

{مثال فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}

 

 

حل :

شرط پايداري : RT = 0.1* βmin *RE

RE = 10/40 (36 || 4 ) =0.9  kΩ

ICQ = 20 / ( Rc + Rc + RE ) = 20 / ( 2Rc + 0.9 )

VT = RT*IB + VBE + RE*IE = 20*4 / ( 36 + 4 ) =2 v

2 = 3.6 * Ie / (βav + 1 ) + 0.7 + 0.9*IE

βav = 50         

IE = 1.34 mA

ICQ = 20 / ( 2Rc + 0.9 ) = 1.34

Rc= 7  kΩ

VCEQ = 20 – ( Rc + RE )* IE = 9.4  v

خط بار ac : ic = -vce / Rac = -0.143 * vce

DC : VCE = Vcc – RDC*IC

IC = 2.53 – 0.127 * VCE

نقطه كار  : Q (1.34 mA , 9.4 v )

iC-ICQ = - ( vCE – VCEQ ) / Rac

iC= -0.143 vCE + 2.68

 

 

 

 

 

5) در مدار بيس مشترك شكل زير مطلوبست :

الف) محاسبه نقطه كار ترانزيستور با فرض  β = 100

ب) رسم خطوط بار ac, DC

ج) محاسبه حداكثر دامنه نوسان متقارن ولتاژ خروجي

{مثال فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}

 

 

 

 

حل :

الف)

RT = 8 || 2 = 1.6  kΩ

VT = 10*2 / ( 8+2 ) = 2 v

IB = ( VT – VBE(on) ) / ( RT + (β + 1)RE ) = 0.025  mA

ICQ = β*IB = 2.5 mA

VCEQ = 10 – ( 2 + 0.5 )*2.5 = 3.75 v

VBCQ = 0.7 – 3.75 = -3 v

ب)

VCB = VCE – VBE(on) = Vcc – ( Rc + RE )*Ic – VBE (on)

VCB = 9.3 – 2.5* Ic

RDC = 2.5  kΩ

Vcb = - ( 2 || 2 ) ic = - ic

Rac= 1  kΩ

خط بار كلي  : iC – ICQ = - ( vCB – VCBQ ) / Rac

ICQ = 2.5 mA

VCBQ = 3  v

iC= -vCB +5.5

 

 

 

 

ج)  با توجه به نمودار خط بار كلي ، مشاهده مي شود كه حداكثر دامنه نوسان متقارن vcb , ic  به ترتيب 2.5 mA و 2.5 ولت است . از آنجا كه vL = vcb   ، بنابراين حداكثر دامنه نوسان متقارن خروجي نيز برابر 2.5 ولت خواهد بود.

 

 

 

 

 

6) در مدار شكل زير حداكثر دامنه ولتاژ Vo را در هر يك از حالات زير بدست آوريد :

الف) در ولتاژ خروجي و در نيم سيكل مثبت برش ايجاد شود .

ب) در ولتاژ خروجي و در نيم سيكل منفي برش ايجاد شود .

( β = ∞         ,    VBE (on) = 0.7 v     ,       VCE (sat) = 0.2 v   )

{مثال فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}

 

حل :

 

 

DC :  ICQ =1 mA

RDC = ∞

Ac:   ic= -vce

Rac= 1  kΩ

VB = 0

VE = - 0.7 v                 VCEQ = 1 – ( -0.7 ) = 1.7 v                  iC-ICQ = - ( vCE – VCEQ )

iC= -vCE +2.7

 

Vo = - vce

Vce,max = 1 v vo,max = -1 v               vce,min = -1.5 v           vo,max = 1.5 v

 

 

 

 

 

7) در تقويت كننده شكل زير با فرض   β=100 , VBE (on) = 0.7 v  مختصات نقطه كار و حداكثر نوسان دامنه متقارن Vo  را بدست آوريد .

{ تمرين 5 ازفصل 5 كتاب مباني الكترونيك تاليف دكتر سيد علي مير عشقي }

 

حل:

Vth = 10* 2 / (2 + 8) = 2 v

Rth= 2*8 / ( 2 + 8 ) = 1.6  kΩ

Rth*IB + 0.5*IE = Vth – 0.7

1.6*IB + 0.5 (β + 1) *IB = 2 – 0.7

IB = 1.3 / ( 1.6 + 0.5 (101) ) = 1.3 / 52.1

Ic= β*IB = 2.5  mA

VCB = 10 – 2*Ic – 0.7 – 0.5*IE

VCB = 10 – 2*2.5 – 0.7 – 0.5( 2.5 +0.025 ) = 3 v

 

با توجه به شكل خط بارها همواره شيب خط بار ac زيادتر شده و لذا اگرQ وسط خط بار ac نباشد ، حداكثر انحراف جهت متقارن بودن از دو طرف قطع خواهد بود نه حد اشباع و لذا ماكزيمم دامنه ic مي تواند mA 2.5 باشد كه در اين حالت :

Rac = 2 || 2 =1  kΩ

Vo= ic,max*Rac

Vo = 2.5*1 = 2.5 v

 

 

 

 

8) تقويت كننده شكل زير را با فرض α = 0.99  در نظر بگيريد .

الف ) R1, R2  را طوري محاسبه كنيد كه دامنه نوسان متقارن جريان io  حداكثر شود .

ب) خط بارهاي  ac , DCرا رسم كنيد حداكثر دامنه جريان كلكتور چقدر است ؟

ج) حداكثر دامنه جريان io  چقدر مي تواند باشد ؟

{ تمرين 3 ازفصل 5 كتاب مباني الكترونيك تاليف دكتر سيد علي مير عشقي }

 

 

حل :

الف)

ICQ = Vcc / ( Rac + RDC )

RDC = 0.9 +0.1 =1  kΩ

Rac = ( 0.9 * 0.9 ) / ( 0.9 +0.9 ) = 0.45

ICQ = 10 / ( 1 + 0.45 ) = 10 / 1.45 = 200 /29

α = 0.99  ,  β = 99

IBQ = 200 / 29*99 = ICQ / β

Rth*IB + RE*IE = Vth –0.7

Rth* IB + RE *(β + 1)IB = Vth – 0.7

IB = ( Vth – 0.7 ) / ( Rth + RE (β + 1) )

IC = β( Vth – 0.7 ) / ( Rth + RE (β+1 ) ) = ( vth – 0.7 ) / ( Rth/ β + RE )

Rth <= 0.1 * RE

Rth = 0.1* β* RE

IB = ( Vth – 0.7 ) / ( 0.1* RE *β + RE (β + 1) ) = ( vth – 0.7 ) / ( 1.1 β + 1)RE

Rth / 99 = 0.1*0.1

Rth = 0.99

200/29 * 99 =  ( vth – 0.7 ) / ( 1.1 99 + 1)*1

Vth = 1.46 v

Vth = 10 * R2 / ( R1 + R2 )

R1= 6.8 kΩ      ,      R2 = 1.46*R1 / ( 10 – 1.46 ) = 1.46* 6.8 / ( 10 – 1.46 ) = 1.16  kΩ

ب)

VCE - VCEQ = - 0.45 ( iC – ICQ )

VCEQ = Vcc – RDC* ICQ = 10 – ( 0.9 + 0.1 )*200 / 29

VCEQ = 3.1 v

0.2 – 3.1 = - 0.45 ( iC – 200 / 29 )

iC=6 / 0.45 = 13.34  mA

ic = iC – ICQ = 13.34 – 200 /29 = 6.44

 

ج)

Io,max = 6.44 / 2 = 3.22  mA 

 

 

 

نظرات شما عزیزان: