Nastavení pracovního bodu tranzistoru - příklad 3.


Schéma, základní údaje

RG1=4.7 MOhm
RG2=2.2 MOhm
RC=2.2 kOhm
RE=500 Ohm

UN=18 V
UP=2 V
konstanta =0.5*10-3
Vypočítejte

a) Vypočítejte hodnoty UGE, IC a UCE v pracovním bodě.
b) Použijte grafickou a algebraickou metodu

Řešení

a) Napětí U1 získáme z děliče napětí pro UN:


Pro proud IC postupnou úpravou odvodíme vztah ze základních rovnic:


kde jednotlivé symboly znamenají:  


Pro výpočet UCE a UGE použijeme vztahy odvozené z Kirchhofova zákona:



Příklad výpočtu

Při výpočtu pracovního bodu použijeme převodní charakteristiku z kapitoly - Převodní charakteristiky - kde je =0,5*10-3 a prahové napětí UP=2 V. Provedeme výpočet hodnot UGE, IC a UCE (1) graficky, (2) početně

Schéma zapojení obvodu

Poznámka: zadávejte hodnoty odporů v Ohmech (4.7 MOhmů = 4700000), jako oddělovače desetinných míst piště prosím tečku.

RG1 Ohmů    

    UN Ohmů
    RC Ohmů

    UP V
    
RG2 =  Ohmů         RE =  Ohmů
Výsledky:


Grafické řešení

Výpočet U1:

Substitucí ze vzorce pro ID dostaneme zatěžovací přímku protínající převodní charakteristiku viz graf:


Dva vypočtené grafy se protínají v bodě odpovídající přibližně hodnotám IC=2 mA a UGE=4,6 V. Výpočet napětí UCE se provede ze vzorce:


Aby tento výpočet pracovního bodu byl správný, musí ležet v saturační oblasti. Proto musí platit UCE>UGE-UP tzn. UCE=12.60 V a UGE-UP=4.6-2=2.6 V.
Pracovní bod tranzistoru leží v saturační oblasti a výsledek je správný




graf znázorňující stanovení pracovního bodu



Početní řešení

Stejně jako v grafickém řešení vypočítáme U1=5.74 V. Známe RE=500 Ohmů, RC=2.2 kOhmů, UN=18V, zvolené prahové napětí UP=2 V a konstanta =0.5x10-3.

Při použití vzorečků počítáme:
A=(500)2=2.5x105
B=-2[(5.74-2)500+1/(0.5x10-3)]=-7.74x103
C=(5.74-2)2=13.9876

Doplněním těchto hodnot do vzorce vypočteme ID=1.927 mA.
Dále spočítáme:
UCE=18V-(1.927 mA)(2.2 kOhmů + 500 Ohmů)=12.8 V
UGE=5.74 V - (1.927 mA)(500 Ohmů)=4.78 V






 úvod  |  obsah  ||  teorie |  charakteristiky |  pracovní bod  |  struktury