Elektronika analogowa - zadania z elektroniki

Zadania z elektroniki analogowej z rozwiązaniami

Elektronika analogowa - tranzystor bipolarny

Zadanie 4: Dla układu jak na poniższym schemacie (gdzie V_CC = 5 V, β = 200, R_B = 230 kΩ, R_E = 1 kΩ) wyznaczyć napięcie V_CE i wzmocnienie prądowe oraz rezystancję wyjściową.

Rozwiązanie:

Szukana przez nas wartość V_CE = V_CC - I_ER_E,

wiemy, że I_E ≈ I_C, zaś I_C = β · I_B.

Tak jak w poprzednim zadaniu analizując fragment układu możemy z napięciowego prawa Kirchoffa napisać równanie:

V_CC = I_BR_B + I_ER_E + 0,7

V_CC = I_BR_B + βI_BR_E + 0,7 = I_B(R_B + βR_E) + 0,7,

I_E = β · I_B = 2 mA,

V_CE = 5 V - 2 mA · 1 kΩ = 3 V.

Aby wyznaczyć rezystancję wyjściową posłużymy się schematem małosygnałowym naszego układu:

Aby określić wzmocnienie prądowe K_I wystarczy znaleźć stosunek I_OUT do I_IN.
W naszym przypadku I_IN to prąd bazy (I_B), zaś I_OUT, to prąd płynący przez emiter: (β+1)I_B.

Wzmocnienie prądowe jest zatem równe:

Szukając rezystancji wyjściowej określamy zastępczą rezystancję od wyjścia do masy, co w naszym przypadku jest równoległym połączeniem R_E i 1/g_m:

R_E = 1 kΩ,

Przy równoległym połączeniu mniejsza rezystancja ma większe znaczenie, zatem r_out = 13 Ω.