Výpočet zapojení

Obr. 1: Schéma tranzistoru ve spínacím režimu

 

Chceme spínat zařízení, které prokazuje pouze odporovou zátěž. Zařízení pro provoz potřebuje 40mA, 12÷15V.

·         Rezistor R₁ slouží pro omezení proudu I_C.

·         Rezistor R₂ omezuje proud do báze, který otevírá tranzistor.

·         Dioda D₁ se používá pouze pro induktivní zátěže. Při rozepnutí induktivní zátěže  by se mohl prorazit tranzistor.  Proud se při rozepnutí tranzistoru může uzavírat přes diodu, kterou je vhodnější připojit paralelně k záteži (k civce) (Obr.:1.1) . Je nutné dát pozor na správnou polarizaci diody.

(Cívka bude zapojena místo R₁.)

 

 

 

Rezistor R₁ vypočítáme podle vztahu:

Obr. 2: Výpočet rezistoru R₁

Napětí na tranzistoru (U_CE) v saturaci je roven přibližně 0,7V a méně, proto se odečítá od napájecího napětí (tím dostaneme napětí na rezistoru).

Rezistor R₂ vypočítáme podle vztahu:

Obr. 3: Výpočet rezistoru R2

Výstupní napětí (U_OUT) z generátoru je 2V (U_ŠŠ=4V), teď ještě zbývá určit velikost proudu do báze, aby tranzistor sepnul proud (I_C) 40mA. Velikost proudu I_B učíme pomocí vztahu pro h_21E.

Z katalogu víme, že tranzistor má proudový zesilovací činitel 200-450. Volíme nejnepříznivější podmínku, tzn. h_21E=200.

Obr. 4: Výpočet rezistoru proudu do báze

V praxi tento proud volíme 2-3krát větší. Nám bude stačit zvolit 400μA(tedy 2x větší proud), jelikož chceme, aby tranzistor rychle vypnul.

Již víme všechny potřebné hodnoty na to, abychom vypočítali hodnotu rezistoru R₂.

 (Hodnota ve schematu je upravena !)

Obr. 5: Výpočet rezistoru R2  

Měření dynamických parametrů tranzistoru ve spínacím režimu

Obr. 6: Schéma měření  (hodnoty nastavte dle vámi vypočítaných hodnot)

• Zapojte obvod dle schématu s osciloskopem. Na generátoru nastavte obdélníkový průběh. Výstupní napětí při určité frekvenci přestane mít pravoúhlé hrany. Tuto frekvenci zjistěte.
• Snižte frekvenci na 1KHz. Připojte paralelně k rezistoru R₁ kondenzátor (1μF) a sledujte, co se stane s výstupním napětím. Dokážete vysvětlit, proč došlo ke zkreslení?

Obr. 7: Naměřené průběhy pro nižší frekvenci (1kHz)

 

Obr. 8: Naměřené průběhy pro vyžší frekvenci (300kHz)

 

·         Do série s rezistorem R₁ zapojte cívku. Při tomto měření nezapomeňte na diodu D₁. Tentokrát je zkreslení jiné. V závislosti na frekvenci se zkreslení mění. Víte proč?

Zdroje

• Archiv autora