ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

Félévi követelmények és beadandó feladatok

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK) tárgyból a Villamosmérnöki szak levelező tagozat hallgatói számára Óbuda

Budapest, 2005/2006.

Az ELEKTRONIKA I. tárgy témaköre: Az analóg jelek erősítésének alapfogalmai: üzemi jellemzők, transzfer karakterisztika, az aszimmetrikus erősítő célszerű helyettesítő képe, lineáris négypólusok. Az erősítők frekvenciafüggése. Az erősítők visszacsatolása, a visszacsatolások típusai, a visszacsatolt erősítő stabilitása. A „p-n” átmenet, áramvezetés félvezetőkben, a dióda szerkezete, karakterisztikája, a munkapont fogalma, beállítása, a statikus és a dinamikus ellenállás fogalma. A dióda kapacitása, hőfokfüggése, (kisjelű) helyettesítő képe. A Zener dióda. A dióda alkalmazása – mintapéldák. A bipoláris tranzisztor. A bipoláris tranzisztor szerkezete, működése, alapegyenletek. A jelerősítés folyamata (földelt emitteres alapkapcsolásnál). A tranzisztor karakterisztikái, határadatok. A tranzisztor paramétereinek hőmérsékletfüggése, a munkapont beállítása, a munkapont beállítás hatása a tranzisztor működésére. A tranzisztor fizikai kisjelű helyettesítő képe(i), a nagyfrekvenciás helyettesítő kép. A tranzisztoros áramgenerátor. Erősítő alapkapcsolások. Földelt emitteres kapcsolás hidegítőkondenzátorral. A földelt emitteres kapcsolás emitterköri negatív visszacsatolással. Földelt kollektoros kapcsolás. Térvezérlésű tranzisztorok (JFET, MOSFET) felépítése, karakterisztikái, a munkapont beállításának módjai, hőmérsékletfüggése, kisjelű helyettesítő képe. A ((J)FET, MOSFET) alapkapcsolásainak ismertetése. Tranzisztoros erősítő alapkapcsolások frekvenciafüggése, a Miller-hatás, a csatolókondenzátorok hatása, az emitterhidegítő kondenzátor hatása, a tranzisztor belső kapacitásainak hatása. Félévi követelmények A félév folyamán minden hallgatónak az útmutatóban megadott három feladatból álló félévközi feladat-sorozatot önállóan meg kell oldania.

A feladatok beadási határideje: a harmadik konferencia időpontja. A megoldott feladatok beadása a vizsgára bocsátás feltétele! Amennyiben a hallgató határidőre nem küldi be a feladatát, vagy a feladat értékelése során nem éri el az elégséges (2) szintet, úgy nem vizsgázhat, és az ELEKTRONIKA I. tárgyat a következő félévben is fel kell vennie! A félév végén az elméleti anyag feldolgozásáról, elsajátításáról vizsgán számolnak be a hallgatók. A vizsga formája írásbeli, elméleti kérdések és számpéldák szerepelnek benne, amelyeket pontozunk. A vizsga eredménye a pontok összesítése után a táblázatban megadott értékeknek megfelelően alakul. Pontszám 0 % ⎯ 49 % 50 % ⎯ 59 % 60 % ⎯ 74 % 75 % ⎯ 89 % 90 % ⎯ 100 %

Osztályzat (1) elégtelen (2) elégséges (3) közepes (4) jó (5) jeles Dr. Iváncsyné Csepesz Erzsébet adjunktus E-mail: [email protected]

BMF KVK Automatika Intézet Elektronika

1

ELEKTRONIKA I. Megoldandó feladatok A feladatok megoldásához adja meg számokkal a születési dátumát! ___________év_______hó______nap 1. feladat Tervezzen Zener diódás, egyszerű stabilizátor áramkört! Ibe It

RE

Ube

A bemeneti feszültség: a Zener dióda névleges feszültsége: a Zener dióda névleges árama: a Zener dióda dinamikus ellenállása:

IZ

UZ

Rt

Uki

Ube = 12 V, UZN = 5,6 V, IZN = 100 mA, rZ = 1,6 Ω.

A kimenetre olyan Rt terhelő ellenállást kapcsoljon, amelynek értéke az Ön születési hónapját jelző számértéknek 100-zal való megszorzásából adódik! (Például: ha Ön május hónapban született, akkor az Rt = 500 Ω.) Határozza meg a Zener diódán átfolyó Iz áram értékét, ha a kimeneti feszültség Uki = UZ = 5,52 V értékű! Határozza meg az It terhelő áram értékét! Határozza meg annak a soros RE ellenállásnak az értékét, amelynek alkalmazásával elérhető, hogy a kimeneti feszültség Uki = UZ = 5,52 V értékű lesz! Határozza meg az RE ellenállás PR teljesítményét! Határozza meg a stabilizátor üresjárási állapotában a Zener dióda UZü üresjárási feszültségét és IZü üresjárási áramát! (Üresjárás alkalmával a kapcsolás kimenetén nincs terhelés.)


2

2. feladat Tervezzen npn típusú bipoláris tranzisztorral megvalósított közös emitterű (földelt emitterű) erősítő kapcsolást! Ut R1 C1

u be

I0 IB

RC UC UB U BE

∼ R2

RE

IC C2 U CE

It

UE IE

u ki CE

Rt

0

A tápfeszültség: Ut = 12 V. Az erősítő munkaponti kollektor árama: IC = 2 mA. A tranzisztor emitterének feszültsége: UE = 0,2Ut. A tranzisztor kollektor ellenállásának feszültsége az optimális kivezérelhetőségnek megfelelően: URC = 5 V. A tranzisztor áramerősítési tényezői: B = β = 200. A tranzisztor bázis-emitter feszültsége: UBE = 0,65 V. I0 = 10IB. A bázisosztó R1 ellenállásán átfolyó áram: A termikus feszültség: UT = 26 mV. Az erősítő kimenetét terhelje egy olyan Rt ellenállás, amelynek nagysága az 1. feladat Rt ellenállásának értékénél 1 kΩ-mal nagyobb! Határozza meg a tranzisztor munkaponti adatait, valamint a bázisosztó áramkör ellenállásainak, továbbá a kollektor- és az emitterellenállás értékét! Számítsa ki az erősítő feszültség-, áram- és teljesítmény-erősítésének nagyságát, valamint a ki- és bemeneti ellenállását! Határozza meg az üresjárási feszültségerősítés értékét! Rajzolja fel a kapcsolás statikus és dinamikus munkaegyenesét, jelölje be az erősítő munkapontját, valamint az IC-UCE koordináta tengelyeken a kivezérlési tartományokat!


3

3. feladat Tervezzen térvezérlésű tranzisztor (JFET) alkalmazásával közös source-ú (FS – ú ) erősítő áramkört!

+ RD

URD C2

C1 UGS

ube

RG

UDS

Ut Rt

RS

uki

CS 0

A tervezéshez szükséges adatok a következők: A tápfeszültség : a tranzisztor gate-source feszültsége: a tranzisztor drain-source feszültsége: a gate ellenállás :

Ut = 10 V, UGS = − 2 V, UDS = 5 V, RG = 1 MΩ.

A katalógus alapján a tranzisztor elzáródási feszültsége: a maximális telítési árama:

U0 = − 5,6 V, IDSS = 10 mA.

Határozza meg az erősítő IDS munkaponti áramát, az RD munkaellenállás és az RS sourceellenállás értékét, továbbá a tranzisztor source kivezetésének US feszültségét! Számítsa ki az erősítő gm meredekségét, az Au váltakozóáramú (kisjelű) feszültségerősítését üresjárásban, valamint az Rbe bemeneti és az Rki kimeneti ellenállását!


4

Ajánlott irodalom: Zsom Gyula: Elektronikus áramkörök I/A. Molnár Ferenc: Elektronikus áramkörök I/B. Molnár F.-Zsom Gy: Elektronikus áramkörök II/A. I-II. Dr. Iváncsyné Csepesz Erzsébet: Elektronika. Analóg jelek erősítésének alapfogalmai. Lineáris erősítők. (Pdf fájl) Elektronika. Mintapéldák (Pdf fájl) www.aut.bmf.hu Hallgatói Info Tantárgycsoport: villamosmérnöki alapképzés - hagyományos Tantárgy: Elektronika I. Képzési forma: Levelező Jelszó: t46jx7


5

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

Recommend Documents