Bipolární tranzistory jsou hlavními prvky moderních elektrických obvodů. Používají se v různých zařízeních, jako jsou rádia, televizory, počítače a další. Výpočet elektrických obvodů pomocí bipolárních tranzistorů je důležitou fází návrhu elektronických zařízení. V tomto článku se podíváme na základní principy výpočtu a představíme několik příkladů.
Jedním z hlavních úkolů při výpočtu elektrického obvodu s bipolárním tranzistorem je stanovení klidového bodu tranzistoru. K tomu je třeba vzít v úvahu parametry tranzistoru, jako je proud kolektoru, proud základny, zisk a další. S vědomím těchto parametrů lze vypočítat potřebné prvky obvodu, jako jsou odpory, kapacity a indukčnosti.
Důležitým aspektem při výpočtu elektrického obvodu s bipolárním tranzistorem je výběr pracovního bodu. Na správném výběru pracovního bodu závisí stabilita tranzistoru a kvalita přenosu signálu. K tomu je třeba vzít v úvahu nejen parametry tranzistoru, ale také požadavky na zařízení, ve kterém bude tranzistor použit. Výpočet pracovního bodu se provádí pomocí speciálních vzorců a grafů.
Příkladem výpočtu elektrického obvodu s bipolárním tranzistorem může být vytvoření zesilovače zvukové frekvence. K tomu je nutné určit hodnoty pracovního bodu tranzistoru, vypočítat požadované prvky obvodu a sestavit zesilovač. Po sestavení lze v případě potřeby provést testy a úpravy obvodu.
Výpočet elektrických obvodů s bipolárními tranzistory je složitý, ale důležitý úkol v elektronice. Znalost základních principů a schopnost provádět výpočty umožňují vytvářet spolehlivá a vysoce výkonná elektronická zařízení. Doufáme, že vám tento článek pomůže pochopit toto téma a rozšíří vaše znalosti o elektronice.
Základní principy výpočtu elektrických obvodů s bipolárními tranzistory
Základním principem výpočtu elektrických obvodů s bipolárními tranzistory je stanovení pracovního bodu. Pracovní bod je stav tranzistoru, ve kterém funguje s nejlepšími parametry. Pro stanovení pracovního bodu je nutné určit hodnoty napětí a proudů na základně, kolektoru a emitoru tranzistoru.
Po určení pracovního bodu můžete začít budovat základní charakteristiky elektrického obvodu s bipolárním tranzistorem. Jednou z nejdůležitějších charakteristik je vstupní charakteristika, která ukazuje závislost vstupního proudu na vstupním napětí. Další důležitou charakteristikou je výstupní charakteristika, která ukazuje závislost výstupního proudu na výstupním napětí.
Při výběru komponent pro elektrický obvod s bipolárním tranzistorem je třeba vzít v úvahu požadavky na provozní parametry, jako je napájecí napětí, Maximální proud kolektoru atd. důležitá je také volba obvodu zapojení tranzistoru, jako je společný emitor, obecná základna nebo společný kolektor.
Na závěr, výpočet elektrických obvodů s bipolárními tranzistory je založen na Nastavení pracovního bodu, sestavení základních charakteristik a výběru vhodných komponent. Správný výpočet elektrického obvodu s bipolárním tranzistorem umožňuje vytvořit efektivní a stabilní zařízení s danými parametry.
Výpočet základního emitorového zesilovače
Výpočet základního emitorového zesilovače se provádí na základě charakteristik tranzistoru a daných parametrů zesílení a odporu vstupních a výstupních obvodů. Zvažte příklad výpočtu:
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Napájecí napětí | 10 V |
| Zisk tranzistoru, β | 100 |
| Odpor základny, RB | 10 Kč |
| Odpor kolektoru, RC | 2 kom |
Nejprve určíme proud základny pomocí vzorce IB = (VCC - VBE) / RB, kde VCC je napájecí napětí, VBE je napětí mezi základnou a emitorem. Předpokládejme, že VBE je 0,7 v.
IB = (10 - 0,7) / 10 000 = 0,93 ma
Poté určíme proud kolektoru pomocí vzorce IC = β * IB.
IC = 100 * 0,93 ma = 93 ma
Nyní můžeme vypočítat napětí na kolektoru pomocí kirchhoffova zákona pro výstupní obvod:
VC = VCC - IC * RC
VC = 10-93 ma * 2 kom = 10-186 v = -176 v
Nakonec vypočítáme zisk zesilovače:
Zisk, Av = VC / VBE
Av = -176 V / 0,7 V = -251
Tímto způsobem získáme, že základní emitorový zesilovač má zisk -251. Při přívodu vstupního signálu zesíleného o 1 V na základnu tohoto zesilovače bude výstupem získán signál zesílený o 251 v.
Výpočet diferenciálního zesilovače s bipolárními tranzistory
Výpočet diferenciálního zesilovače s bipolárními tranzistory se provádí pomocí řady vzorců a rovnic, které umožňují určit hodnoty komponent obvodu a vyhodnotit charakteristiky zisku.
Základní myšlenkou fungování diferenciálního zesilovače je, že zesiluje rozdíl mezi dvěma vstupními signály a potlačuje celkový signál. Má tedy vysokou odolnost proti rušení a je schopen potlačit zvuky a rušení, které mohou být přítomny na vstupu.
Pro výpočet diferenciálního zesilovače je nutné znát vlastnosti bipolárních tranzistorů, jako je proudový zisk (β), pokles napětí na emitorovém přechodu (VBE) a další. Je také nutné určit požadovaný zisk (Av), odpor zatížení (Rload) a další parametry.
| Název součásti | Označení | Výpočet |
|---|---|---|
| Odpor základny | R1 | Udává se svévolně |
| Emitor rezistoru | Re | Definováno podle vzorce Re = (VCC - Vbe) / Ie |
| Odpor kolektoru | Rc | Definováno podle vzorce Rc = (VCC-Vce) / Ic |
| Odpor základny 2 | R2 | R2 = β * (re + (β + 1) * Re) |
Po výpočtu hodnot komponent obvodu můžete začít testovat práci diferenciálního zesilovače na signálech různé frekvence a amplitudy. K tomu lze použít speciální software nebo osciloskop.
Výpočet diferenciálního zesilovače s bipolárními tranzistory je důležitým úkolem při navrhování elektronických zařízení. Umožňuje určit optimální hodnoty komponent obvodu a poskytnout požadované charakteristiky zisku.
Výpočet integrovaného zesilovače s bipolárními tranzistory
Výpočet integrovaného zesilovače zahrnuje stanovení parametrů tranzistorů a výběr komponent obvodu pro dosažení požadovaných charakteristik. Mezi hlavní parametry, které je třeba při výpočtu vzít v úvahu, patří zisk, šířka pásma, odpor zatížení a vstupní odpor.
Při výpočtu integrovaného zesilovače je třeba vzít v úvahu specifikaci tranzistorů, které se používají v obvodu. To může zahrnovat proud kolektoru, proud základny, proud emitoru, napětí emitoru kolektoru a zisk tranzistoru. Pomocí těchto dat lze určit optimální hodnoty odporů a dalších komponent obvodu.
Pro výpočet integrovaného zesilovače je také důležité vzít v úvahu požadavky na výstupní signál. Pokud například potřebujete získat vysoce kvalitní zvukový signál, musíte zvolit vhodnou šířku pásma a zisk.
Po výpočtu integrovaného zesilovače a výběru komponent obvodu je nutné provést simulaci obvodu ve speciálním programu. To vám umožní ověřit správnost výpočtu a otestovat fungování obvodu na různých vstupních signálech.
V důsledku toho správný výpočet integrovaného zesilovače s bipolárními tranzistory umožní dosáhnout požadovaných výstupních charakteristik a zajistit spolehlivý a efektivní provoz elektrického obvodu.