Matematyka.pl

Wzmacniacz wysterowany sygnałem sinusoidalnym daje na wyjściu przebieg sinusoidalny o amplitudzie \(\displaystyle{ 0,5V}\) i składowej stałej \(\displaystyle{ 5V}\). Obliczyć wartość rezystora \(\displaystyle{ R_C}\). Jaka będzie składowa stała i jaka amplituda napięcia na wyjściu, jeśli odłączymy kondensator \(\displaystyle{ C_E}\), a jaka jeżeli zastąpimy go zwarciem? Obliczyć \(\displaystyle{ R_C}\) prosto:

\(\displaystyle{ E_C-I_CR_C=5V \\ 15-2mA\cdot R_C=5V \rightarrow R_C=5k\Omega}\)

Natomiast nie wiem co się stanie, jak usuniemy/zastąpimy zwarciem kondensator

Jeśli kondensator usuniemy, to wtedy też jest łatwo: składowa stała napięcia wyjściowego się nie zmieni, natomiast składowa zmienna napięcia wyjściowego zniknie.

Natomiast co się stanie z napięciem wyjściowym w przypadku zwarcia kondensatora, to nie wiem.-- 13 lip 2018, o 12:05 --Tzn. w przypadku zwarcia kondensatora nie wiem co się stanie ze składową stałą tego napięcia, bo składowa zmienna się nie zmieni.

mdd pisze:Jeśli kondensator usuniemy, to wtedy też jest łatwo: składowa stała napięcia wyjściowego się nie zmieni, natomiast składowa zmienna napięcia wyjściowego zniknie.

Hmm, ale czemu? Co do składowej stałej, to zgoda, a co do składowej zmiennej - jak mamy kondensator, to całe napięcie zmienne odłoży się się na \(\displaystyle{ r_\pi}\), więc - patrząc na charakterystykę przejściową BJT - zostanie ono wzmocnione. To czy patrzeć tutaj niczym na układ WE czteroopornikowy (ustalony prąd emitera), gdzie \(\displaystyle{ R_E=+\infty}\) i nie ma kondensatora, więc wzmocnienie składowej zmiennej to \(\displaystyle{ 0}\)?

Co do zwarcia kondensatora - mam do tego odpowiedź, natomiast nie wiem z czego wynika.

Gdy \(\displaystyle{ C_E}\) zastąpimy zwarciem, wówczas \(\displaystyle{ U_{wy}=15V}\) (składowa stała), \(\displaystyle{ U_{amp}=0V}\) (składowa zmienna).

buldozer pisze:

mdd pisze:Jeśli kondensator usuniemy, to wtedy też jest łatwo: składowa stała napięcia wyjściowego się nie zmieni, natomiast składowa zmienna napięcia wyjściowego zniknie.

Hmm, ale czemu? Co do składowej stałej, to zgoda, a co do składowej zmiennej ...

Jeśli nie ma kondensatora, to prąd (całkowity!) elementu wynika z wymuszenia przez źródło prądu 2 \(\displaystyle{ \ \text{mA}}\), a napięcie wyjściowe jest równe różnicy napięcia na elemencie \(\displaystyle{ R_{C}}\) i napięcia \(\displaystyle{ E_{C}}\), ot tak po prostu, a więc napięcie wyjściowe będzie stałe w czasie.

buldozer pisze:Co do zwarcia kondensatora - mam do tego odpowiedź, natomiast nie wiem z czego wynika.

Gdy \(\displaystyle{ C_E}\) zastąpimy zwarciem, wówczas \(\displaystyle{ U_{wy}=15V}\) (składowa stała), \(\displaystyle{ U_{amp}=0V}\) (składowa zmienna).

Czyli wygląda na to, że tranzystor jest w stanie odcięcia, bo \(\displaystyle{ U_{wy}=E_{C}}\). Tak jakby napięcie źródła w obwodzie bazy tranzystora nie zawierało składowej stałej napięcia polaryzującego bazę \(\displaystyle{ 0,7 \ \text{V}+ \text{"coś tam"}}\), ale nie jest to teraz dla mnie jasne do końca.

Na początku policzmy, co mamy na wejściu. Będzie to jakiś sinus o amplitudzie:

\(\displaystyle{ \frac{0.5V}{g_mR_C}=\frac{0.5V}{I_CR_C/\varphi_T}=\frac{0.5V}{10V/25mV}={0.5V}{400V}=1.25mV}\)

Spytałem się o to zadanie na stacku i odpowiedź jest zaskakująco prosta:

Skoro nie mamy napięcia stałego na wejściu, czyli \(\displaystyle{ V_B=0V}\) oraz emiter jest zwarty do masy, czyli \(\displaystyle{ V_E=0V}\), to \(\displaystyle{ U_{BE}=0V}\), więc prąd \(\displaystyle{ I_E=I_C=0A}\), więc mamy stan odcięcia. A napięcie zmienne ma za małą amplitudę, aby ten stan zmienić

buldozer pisze:Na początku policzmy, co mamy na wejściu. Będzie to jakiś sinus o amplitudzie:

\(\displaystyle{ \frac{0.5V}{g_mR_C}=\frac{0.5V}{I_CR_C/\varphi_T}=\frac{0.5V}{10V/25mV}={0.5V}{400V}=1.25mV}\)

Nie wiem jak to liczysz, ale nie przewidzisz amplitudy składowej zmiennej napięcia baza-emiter tranzystora, nie mając danych tego tranzystora. Zgodzisz się?

Natomiast już teraz widzę, jak na podstawie danych w treści zadania obliczyć składową stałą napięcia \(\displaystyle{ U_{BE}}\) w układzie z kondensatorem. Można jednoznacznie policzyć najpierw napięcie na źródle prądu, potem można policzyć napięcie \(\displaystyle{ U_{CE}}\), a wreszcie napięcie \(\displaystyle{ U_{CB}}\) tranzystora i potem napięcie \(\displaystyle{ U_{BE}}\), bo \(\displaystyle{ U_{BE}+U_{CB}-U_{CE}=0}\). Czasami w nocy lepiej widać.... ale i tak muszę założyć, że źródło napięcia w obwodzie bazy tranzystora nie zawiera składowej stałej