Electronica analogica si digitala1_2

8/10/2019 Electronica analogica si digitala1_2

1/36

Electronica Analogica si Digitala 1

Dac iniial dioda (jonciunea p-n) este polarizat direct, curentul prin circuit este dat de

relaia:R

UI DD = deoarece n regim de conducie dioda are o rezisten foarte mic. Cderea de

tensiune pe diod n cazul polarizrii directe este de aproximati !," !,#$.

Dac se aplic %rusc o tensiune iners, sarcina DQ scade exponenial, curentul iners prinjonciune este practic constant p&n c&nd sarcina suplimentar la polarizarea direct atinge aloarea

! (n timpul st ), iar tensiunea aplicat jonciunii scade liniar deenind egal cu zero la momentul

'

t timp de stocare

tC timp de cdere

t* timp de %locare

- durata medie deia a purttorilor desarcint*

+ tt

C

RUI

!,"$

-.

tIQ

%locaretC

//

u

i

t

t

0D

-0i

t

11

d

- 1i

ts

=R

UI

i

i

nm

t*


2/36


de timp stt= . 2n acest moment curentul iners ncepe s scad, ineralul de timp n care curentul

iners scade de la aloarea mAnIi = la aloarea AnIi = sau nA , fiind timpul de cdere.

Comutarea iners a jonciunii este caracterizat de timpul de stocare 3i timpul de cdere.

2nt&rzierea la comutare este influienat n special de timpul de stocare care tre%uie redus c&t mai

mult. 4ic3orarea timpului de stocare se poate o%ine utiliz&nd jonciuni de dimensiuni reduse.

1.6 Diode redresoare

Diodele redresoare au aplicaii n domeniul de joas frecen. e folosesc pentru

redresarea curentului alternati cu frecena de ordinul a 5!!6z, moti pentru care nu tre%uie s

ai% capaciti reduse 3i timpi de comutaie mici. e caracterizeaz prin :

5. tensiune iners maxim ridicat de ordinul 5!!!$.

7. tensiune direct mic, rezult putere disipat pe diod redus8. curentul n sens direct mare (>5!!!) prin cre3terea suprafeei.

Constructi se realizeaz utiliz&nd trei grade de disipare :pn nsau pn-nunde sim%olul:

puternic dopat9 fr semn disipare redus n impuriti9 semnul fr dopare sau disipare forte

redus.

egiunea central care prezint rezistiitatea ridicat contri%uie la cre3terea regiunii de

trecere.

egiunea de trecere poate ajunge p&n la limita zonei n

;

n

prelu&nd tensiunea iners mare.

=SipentruV

GepentruVUstrap

57!!

7!!

5!

egiune de treceren

?e

i

i

5$

5!!!$ 7!!$

5!!$

/D

0D

0/

?e


3/36

Electronica Analogica si Digitala 1Diodele cu siliciu sunt mai performante dec&t cele cu germaniu, aloarea curentului iners

nederanj&nd.

Mrimi limit a diodelor redresoare

e nelege prin mrimi limit acele mrimi a cror dep3ire duce la distrugerea dispozitiului.1 Curentul n sens direct a) ( )AVII! @arAard erage- curent me!iu re!resat

%) "I - curent !irect maxim #n regim semisinusoi!al permanent$%ea& or'ar! Current(

c) R"I - curentul repetiti) maxim #n sens !irect perio!ic poate fi de = ori mai mare dec&t cel

mediu.

d) S"I (urge) - curent !e suprasarcin* maxim nerepetiti). 1ste dat n catalog pentru odurata de cel mult 5!ms.2 Tensiunea n sens invers a) R+"V (eerse Boring 4axim)- tensiune in)ers* maxim* #n regim semisinusoi!al lare!resoare ,*r* ,iltru.

%) RR"V -tensiune in)ers* !e )-r, repetiti)* maxim*

c) RS"V - tensiunea maxim* !e sarcin* nerepetiti)*. mult mai mare !ec-t celelalte tensiuni/

55

/@$

i(t)

t

t

i (t)

/@4

t

i (t)

/@4

$4

u (t)

t

$4

u (t)

t


4/36


3 Temperatura maxim pe jonciune, necesar n calculul radiatoarelor la rcirea diodelor.Dimensionarea radiatoarelor de rcire.

4rimile caracteristice diodei redresoare sunt DU 3i DI , pe %aza crora se poate calcula

!% (puterea disipat).

2ntre diferitele puncte exist rezistene termice diferite: tjcR - rezisten termic jonciune-capsul9

tcaR - rezistena termic capsul-aer9 maxjt - temperatura maxim a jonciunii se sta%ile3te de utilizator n funcie de datele din

catalog. cema ecialent este dat n figura de mai jos.

+

C2Rt0!

tcrR - rezisten termic capsul-radiator

traR - rezisten termic radiator-aer

(RR$%tt tcatjc!aj +

(RR$RR2%tt tratcrtcatjc!aj ++

+E (RRR$%tt t0rat0crt0jc!aj ++

unde s-a neglijat tcaR (mare).

2n cazul cel mai defaora%il :(RRR$%tt necesarat0rat0crt0jcmax!maxamaxj ++ +E traR necesar

Deoarece pentru dimensionarea radiatorului este necesar cunoa3terea puterii disipate medii,

este prezentat modul de calcul al !me!% n cazul unui redresor monofazat. ;resupun&nd diodaecialent cu scema urmtoare:

rIIU% !2De,Dme!D0!me!

+=

unde:

!t(t$iIDme! =

7

!7

5

( )

=7

!

7

7

5!ttiIDe, 9

2n cazul redresrii curenilor rectangulari puterea disipat ariaz n cele dou semiperioade,

deci 3i temperatura jonciunii.

Cunosc&nd ;dmedrezult tjmed. 1ste

ns necesar ca tjmax F tG4H (dat n

catalog).Din acest moti este necesar

ca tjmed + tj4HI5,> (rezer de 8!J).

57

ta

tj tc

tcr

tjc

tca

tra

;d

tjmax

tjmed

iD, t

i

rd i(t)

0D!

diod ideal

tj


5/36

Electronica Analogica si Digitala 1Datorit proprietii lor de a conduce curentul ntr-un singur sens 3i de a nu permite trecerea

lui n sens opus, diodele sunt utilizate n circuite care transform tensiunea alternati n tensiune

continu, numite redresoare. 2n toate sursele de curent continuu alimentate n curent alternati se

gsesc redresoare. ursa de alimentare este un %loc esenial pentru funcionarea tuturor sistemelor

electronice, de la cele mai simple le cele mai complexe fiind astfel unul dintre cele mai uzuale

circuite electronice.ursa de alimentare de curent continu transform tensiunea alternati de 77! $ 3i >!6z,

furnizat consumatorilor casnici 3i disponi%il. la prizele din perete, ntr-o tensiune constant de

curent continuu.

cema %loc de principiu a unei surse de alimentare este prezentat n figura urmtoare.

edresorul poate fi mono- alternan sau du%l alternan. edresorul transform tensiunea de

intrare de c.a ntr-o tensiune pulsatorie de c.c. redresat monoalternan dup cum se poate o%sera

n figura 5. @iltrul elimin fluctuaiile tensiunii redresate, furniz&nd la ie3irea sa o tensiune de c.c.

relati constant. ta%ilizatorul este un circuit ce menine constant tensiunea continu, indiferent

de ariaiile tensiunii de alimentare sau ale sarcinii. ta%ilizatoarele pot fi realizate cu un singur

circuit sau cu circuite mai complexe. arcina sursei de alimentare este, n general, un circuit pentru

care aceasta furnizeaz la ie3irea sa tensiunea continu 3i curentul corespunztor.

Redresorul mono-alternan

@igura 7 prezint scema unui redresor mono-alternan. C&nd tensiunea de intrare

sinusoidal )( inV este poziti, dioda este polarizat direct 3i permite trecerea curentului prin

rezistena de sarcin. Curentul produce o cdere de tensiune pe sarcina sR , a crei form de und o

reproduce pe cea a semiperioadei pozitie a tensiunii de intrare.

1.7 Dioda Schottky. - este construit dintr-o jonciune metal-semiconductor.e utilizeaz numai anumite metale care realizeaz

Kcontact redresorK. Cele care realizeaz Kcontact omicL

58

n

n epitaxial

metaliM7

edresor @iltru ta%ilizator

arcin

$c.a

!

77!$, >!6z

!

Nensiune redresat

!

!$

cc

Nensiune filtrat

!$

cc

Nensiune sta%ilizat


6/36


neredresor nu s&nt %une. Dioda cottO se

caracterizeaz printr-o aloare de !,8P!,>$ pentru i.

4etalul conduce numai prin electroni, deci nu conine purttori minoritari, deci nu apare

concentraie de purttori minoritari, deci nu apare capacitatea de difuzie. egiunea de trecereptrunde foarte puin n metal rezult&nd c dioda are o capacitate de %arier foarte redus.

Datorit acestor proprieti dioda cottO prezint timpi de comutaie extrem de redu3i, de

ordinul a 5ns. De asemenea zgomotul este mai mic dec&t la diodele de nalt frecen.

im%olul diodei :

Dac se ata3eaz unui tranzistor %ipolar se o%ine tranzistorul cottO.

0tiliz&nd dioda cottO, tensiunea minim 0C1este de !,8!,Q$ (fa de !,5!,7$ fr

dioda cottO) fapt care face ca sarcina stocat n jonciunea %az-colector s fie mai mic,

rezult&nd un timp de stocare mai mic. 2n acest fel tranzistoarele cottO au timpi de comutaie mai

mici de ordinul 78ns fa de cele normale (5758ns) sau rapide ("#ns).1.8 Dioda arica! (capacitate aria%il) e realizeaz constructi printr-o jonciune p-n ngust la care prin polarizare iners

capacitatea de %arier (EECd) depinde de tensiunea de polarizare iners dup legea:

n3 UU

4C

=

!

unde * este o constant ce include 3i pe C%o.

">

7!

! =

C

C3

ceast diod este folosit doar pentru polarizare iners, nc&t s interin numai

capacitatea de %arier.

Dac 0 este negati rezult su% radical UU +! .

plicaii:

circuite pentru modulaie n frecen

circuite $

C

1

*


7/36


1xemplu:cord electronic cu diod $aricap.

5C

,ec

r

=7

5

5

5CCCCC

V

Vec0 +

= 3i dac C5EEC

( )U,5C

,CCV

rVec0 =

=7

5

1." #otodioda - 1ste un dispoziti care las s treac un curent proporional cu

iluminarea la care este supus.

e utilizeaz jonciuni pn polarizate iners la care curentul rezidual este mrit de energia

radiaiei care cade pe fotodiod.e formeaz pereci electron-gol at&t datorit

polarizrii inerse c&t 3i datorit iluminrii.

i@curent fotoelectric

i/current iners

Caracteristicile fotodiodei

lux

AS

5,!=

im%olul:

Scema de conectare!

UIRE +=

5>

!!lux

#>!lux

5!!!lux

0/

7!$ 1 /i+5

regim de celul

fotoelectric

5!!

1I

/

/@ 1

0@

-


8/36


R

EU

RI +=

5dreapta de sarcin.

1fectul temperaturii const n du%larea curentului

cu cre3terea temperaturii cu ",>RC la i 3i 5!RC la ?e n

lipsa iluminrii

1.1& Diode 'oto emisi(e. )*D +)i,ht *mitted Diode.

unt jonciuni p-ncu semiconductoare de %az care au %anda interzis mare (este necesar o

energie mare pentru ndeprtarea electronilor (eS ) din %anda de alen). 2n cazul polarizrii directe

se degaj energie luminoas n infraro3u.

emiconductoare de %az : ?as, ?a;, ?als.- erde 3i infraro3u.

e folosesc la afi3are 3i semnalizri.

Caracteristica :

-" $.

2 Dac intensitatea c&mpului electric este de ordinul a (m

V$#5! , dac regiunea de trecere este mai

lat 3i mai sla% dopat, la tensiuni mai mari de "-# $ apare procesul de ciocnire 3i rupere din reea a eS

de alen 3i prin ciocniri repetate apare procesul de multiplicare prin aalan3.

Caracteristica 0-/ : ;dmax + !,QP7! B uzual

7,#$UU..>$UU."$UUU7!!$

5"

/D(5!-7!m)

1

5,> $ 0D

/D

0D

!

/T

0T

0T+7,#7!!$

;dmax

(tjmax

)

V

V

1fect Tener1fect de multiplicare prin aalan3

sau

/T

0str


9/36


im%olul diodei Tener :

1fectul temperaturii asupra tensiunii de strpungere :

2n cazul diodelor caracterizate prin efect Tener

cre3te agitaia n 3i p deci electronii de alen sunt

smul3i mai u3or de c&mp deci strpungerea are loc

la tensiune mai mic.

2n cazul diodelor %azate pe efectul de

multiplicare prin aalan3 de3i cre3te numrul de

ciocniri odat cu cre3terea temperaturii, energia

acestora este mai mic, fiind insuficient pentru a produce

eS mo%ili rezult c tre%uie mrit 1 (deci 0) pentru ca

ciocnirile s fie eficiente.

tj+ 7>RC

tj+ >!RC

== a)alansaprin)oltmultcu!io!epentrupo6iti)

7Dpentrunegati)

D8U

DU9

6

68u6

"*rimi caracteristice :i m*rimi limit* la !io!a 7ener/

!inamicare6istentaI

Ur

7

7

7

=

/zmin - aloarea minim a curentului

pentru ca s funcioneze dioda Tener

/zmax- aloarea limit pentru care se

atinge ;dmax peste care dioda se distruge.

;uterea disipat maxim (;dmax) are alori uzuale de !,Q B la dioda Tener 3i 5 B la ;"$

VN0T

E!

VN0T

!

VN0T

F!

/zefect de multiplicare

prin aalan3 efect Tener

/zmin

+(5!5>J)/zmax

0z

/z

0z

/zmax

/z

;dmax

n5!!

! 0D

/D

n5!

n

$Tmax

$z(5!7!!$ $

Tmin


10/36


Sta"ili#atorul parametric utili#$nd dioda %ener este utilizat pentru sta%ilizarea tensiunilor

continue.

;resupunem cRS ;ct. 3i se

modific (uzual n domeniul

>J -(>-5!J) ).

olul diodei Tener este de a prelua ariaiile de curent din scem datorate ariaiilor

tensiunii 1rastfel nc&t tensiunea pe rezistena de sarcin s fie constant.

Dac /ctEr = 3i se modific rezult c se modificISdarI7se modific n sens contrar

astfel ca tensiunea pe rezistena de sarcin 0s rm&n constant.

1cuaia dreptei de sarcin este:

U(RR$(II$E 75irS7r +++=

R

RIE

R

UI Sr77

+=

Dioda Tener funcioneaz n punctul o%inut la intersecia caracteristicii tensiunii-curent cudreapta de sarcin.

RI=

R

RIEIU Sr77

== ! , unde RRR 5ir += reprezint panta dreptei de sarcin.

2n practic este posi%il ca rE s arieze ntre maxrminr EsiE 3i de asemeneaISs arieze

ntre maxsmins IsiI .

Din ecuaia dreptei de sarcin se o%ine :

7

7SrI

URIER =

care scris pentru punctele 3i * duce la:

( )min7

7AmaxmaxSminrmax

I

URIERA

=

( )max7

74minminSmaxrmax

I

URIER4

=

&nd n edere c :

5=

rE

0z 0

z !

/z

/zmax

/z

R

RIE sr

rE

ir

/z/

s

p"n"4

C4>n"C

iiI

IiiI

IiI

5

Dac se noteaz En" ii =

ecuaiile dein:

( )

=

+=

C4oE4

C4>EC

IIi

IIi

5

+=5

!C44E

Iii !

5

5

5C4EC Iii

+

=

unde poart denumirea de factor de transport direct sau factor de amplificare static alcurentului de emitor ( EI ).

e define3te factorul de amplificare static ca fiind:

=

5

0zual ia alori n interalul '''!'>! .. iar 5!!!7! = +E

+= 0 ?III CC5

5+

0 (I$I

I are alori uzuale de :

(ila5!n-?ela-5!

2n practic factorul de amplificare

static X depinde mult de curentul de

colector.

!C4C I@I = unde

= 5!...>Y CE>C II =

3i CE>I poart denumirea de curent

rezidualc&nd %aza este ntrerupt.

Curentul CE>I este mai mare de >U5! ori dec&t curentul C4>I .

Re&imuri de funcionare 'i caracteristici statice pentru tran#istorul "ipolar

Zr.

crt.egim ;olarizarea jonciunilor

5. Zormal ( acti )jonciunea * direct

jonciunea iners7. *locare(tiere) @erm jonciunea * iners

jonciunea iners

7!

/Coptim /Cmax

X

X Y

5

[

iC

CE>I


13/36


impljonciunea * sla% direct

jonciunea iners

8. aturatjonciunea * direct

jonciunea direct

egimurile de funcionare pot fi identificate pe caracteristicile tranzistoarelor.

Caracteristicile statice ale tran6istorului : se mpart n dou categorii :

a) caracteristici cu tensiunile referite la emitor.

%) caracteristici cu tensiunile referite la %az.

Cele mai des folosite sunt cele cu tensiuni referite la emitor care se mpart n :

- caracteristici de intrare9

- caracteristici de ie3ire9

- caracteristici de transfer.

4EC4CE

E4C

UUU

III

+=

=+

a( Caracteristicile statice de intrare/(pentru i)

( ) UIIct/CEU

4E44 ==

75

!,5 !,Q>

*locaj sla% direct

normal

/C

?e

i

*locat

egiune acti

0*1

*locare ferm

/C*M?e

/C*Mi

0C*

/C

/* 0C1

/1

C

- 0C

0*

- 0

*1

!,Q> $

/*

0*1

5$ >$ 5!$

0C15!RC 5!!RC

1C

C

1

%5

%7

0D

D

0C1

/C

/1

;`

;``;

FCI

@CI

CI

CEU

C!>! C!7>

/1

%8

%5

N

%7

ec

1

C

1C

0*1

0*1

/C

0C1


22/36


Cunosc&ndu-se caracteristica termistorului se pot dimensiona rezistenele 875 ,, 333 RRR

astfel nc&t n %aza tranzistorului 8 ariaia tensiunii s fie aproximati liniar 3i deC

mV!7 .

cest lucru se face prin alegerea unor astfel de alori nc&t dreapta care aproximeaz cur%a de

ariaie a potenialului %azei s ai% panta deC

mV!7 3i diferena dintre caracteristica real 3i

dreapt s fie c&t mai mic. ezistenele 73R 3i 83R se aleg astfel nc&tN

:ecD

s fie potriit,

adic tensiunea pe ecR s scad cu

C

mV!

7 .

2n lipsa compensrii, reducerea lui

4EU duce la cre3terea lui CI rezult&nd c

se

dep3e3te max!% +E necesitatea compensrii

termice.

-uncionarea tran#istorului "ipolar n re&im dinamic

4rimile ce caracterizeaz funcionarea tranzistorului n regim static sunt:

4E4CEC UIUI ,,,

4rimile ce caracterizeaz funcionarea tranzistorului n regim dinamic sunt:

3e3cec uiui ,,,

naliza funcionrii tranzistorului n regim dinamic se face utiliz&nd teoria cuadripolilor.

;otriit acestei teorii un circuit electronic poate fi priit ca un cuadripol, a&nd dou mrimi de

intrare (un curent 3i o tensiune) 3i dou mrimi de ie3ire (un curent 3i o tensiune).

;entru u3urarea determinrii

parametrilor amplificatoarelor n

regim dinamic calculul scemelor se

face nlocuind tranzistorul din scem

cu parametrii de cuadripol ecialeni.

Deoarece cuadripolul are Q terminale iar tranzistorul 8, funcionarea acestuia ca 3i cuadripol

se poate face dac unul dintre terminale este conectat n comun at&t pentru intrare c&t 3i pentru

ie3ire. Nerminalul comun d denumirea conexiunii n care funcioneaz tranzistorul n regim

8!

i5

i7

u5

u7

%!"A

N

CmV

!7

$%

*

u%e

i%

ic

u%e

uce

u%c

uec

ic

ie ie

i%uc%

1mitor comun %az comun Colector comun


23/36

Electronica Analogica si Digitala 1dinamic. Din punct de edere al funcionrii n regim dinamic exist trei tipuri de conexiuni. (1C,

*C, CC).

punem c un cuadripol este complet definit dac prin cunoa3terea a dou din cele patru

mrimi se pot calcula 3i celelalte dou, pe %aza a3a numiilor parametrii de cuadripol.

a( ,arametrii ai tran#istorului "ipolar - sunt utilizai n domeniul frecenelor joase

pentru care ei sunt mrimi reale independente de frecen.

== ),(

),(75777555

uiii

uiuu

+

=

+

=

77

75

5

77

7

7

55

5

55

!uu

i!i

i

i!I

!u

u

u!i

i

u!u

=

7

5

7

7

5

7

7

5

5

5

7

5

!u

!i

u

i

i

i

u

u

i

u

!i

!u

85


24/36


7

7

5

7

7

5

5

5

u

i

i

i

u

u

i

u

- matricea parametrilor i%rizi (6)

2n regim dinamic se poate scrie:

+=

+=

7775757

7575555a

!u0!i0!i

!u0!i0!u

;arametrii b0 b pot fi definii astfel:

55 - impedana de intrare cu ie3irea n scurtcircuit.

tconsu

!u!i

!u

!i

!u

tan75

5

!75

555

====

57 - factor de amplificare iners de tensiune cu intrarea n gol.

tconsi

!i!u

!u

!u

!u

tan57

5

!57

557

====

75 - factor de amplificare direct n curent cu ie3irea n scurtcircuit.

tconsu

!u!i

!i

!i

!i

tan75

7

!75

775

====

77 - conductan ( admitan ) de ie3ire cu intrarea n gol.

tconsi

!i!u

!i

!u

!i

tan57

7

!57

777

====

2n aceste condiii se poate scrie:

+=+=

7775757

7575555

uiiuiu

- cea mai simpl form de utilizare

e define3te matricea:

=

=

=

7

5

7775

5755

7

575577755

7775

5755

u

i

00

00

i

u00000

00

00

$alorile uzuale ale parametrilor b0 b n conexiune 1C sunt :

95

5!95!!

95!5!9

"7775

>Q

5755

==

==

ee

ee

n

&n

87


25/36

Electronica Analogica si Digitala 12n cataloage sunt dai parametrii b 0 b la fracena &6, 5= . $aloarea lor depinde de

conexiunea n care este utilizat tranzistorul, 3i acest lucru se specific prin adugarea unui indice

la notaia parametrului. (1x: n cazul conexiunii 1C parametrii sunt: eeee 77755755 ,,, .

Circuitul ecialent al tranzistorului utiliz&nd parametrii b0 b este :

&nd n edere c alorile uzuale ale lui 77 3i 57 sunt foarte mici, elementele de circuit

introduse de ace3ti parametrii sunt neglija%ile. 2n figura urmtoare rezult scema simplificat n

regim dinamic realizat cu parametrii .

"( ,arametrii de cuadripol /01 - pot fi determinai p&n la frecene ridicate ale semnalului,

astfel nc&t sunt folosii la analiza circuitului la frecene nalte.

=

=

),(

),(

7577

7555

uuii

uuii

+

=

+

=

77

75

5

77

77

55

5

55

!uu

i!u

u

i!i

!uu

i!u

u

i!i

1cuaiile generale scrise cu parametrii KH L sunt:

=

+=+=

7

5

7775

5755

7

5

7775757

7575555

uu

IIII

ii

uIuIiuIuIi

75577755 =

55 - admitan de intrare cu ie3irea n scurtcircuit.

!755

55== !uu

i

75 - admitan de transfer direct cu ie3irea n scurtcircuit.

88

75

i5

u5

i5 55 i7

u7

u5

u7

i5

55 i

7

775 57u7 75i5

-


26/36


27/36


+=

+=

7777755

7577555

iauai

iauau

4atricea:

=

7

7

7775

575555 i

uaaaa

iu

2n arianta n care se definesc mrimile de ie3ire n funcie de cele de intrare parametrii sunt de

tipg.

Na%elul de legtur ntre diferii parametrii este urmtorul:

KzL 5 z55 z57 z75 z77 zKOL O O77 -O57 -O75 O55 5KL 77 57 -75 5 55KaL a75 a55 a 5 a77 a57KgL g55 5 -g57 g75 g g77

$alorile parametrilor sunt proporionale pe coloan. ;entru a determina alorile

parametrilor necunoscui se nmulesc alorile corespunztoare ale parametrilor cunoscui de pe

coloanele corespunztoare cu o constant de proporionalitate.

Constanta de proporionalitate este egal cu:

V +

5unarenecunoscutparametrulcur&ndul

carencoloanadincunoscutparametrul5

2xemplu: e presupun cunoscui parametrii KL 3i se cer parametrii KL :

=

00

0

0

75

57

557775

5755 55

Utili#area dia&ramelor 3od4 n repre#entarea caracteristicilor amplitudine frecven 'i fa#

frecven

Cosider&nd un sistem la care se aplic semnalul de intrare

x(t), la ie3ire se o%ine semnalul O(t). Dac x(t) este

reprezentat su% forma seriei @ourier, la intrare se aplic deci

H(j), la ie3ire o%in&ndu-se (j).

2ntre ie3irea 3i intrarea sistemului se poate scrie :

( ) ( ) ( ) jjjH =

$jJ(reprezint funcia de rspuns n frecen a sistemului.

8>

x(t) (t) O(t)

H(j) (j)6(j)


28/36


)(

)()(

j

jHj = 3i poate fi reprezentat n majoritatea cazurilor de un raport de dou

funcii polinomiale njJ.

m

m

nno

j3j3j33

jajajaa9

j

jHj

)(.....)(

)(.....)(

)(

)()(

7

75!

775

++++

++++==

care poate fi reprezentat ntotdeauna su% forma:

)()5(

)()5(

)(

55

55

j!j!

jCjC

9j

9

m

rm99

rm

9

9

n

pn99

pn

9

+

+

=

+=

=

+=

=

>3ser)a=ie: De la fracii raionale se 3tie c un polinom de gradul 4 poate fi descompus n

produse de polinoame de gradul nt&i la diferite puteri cu sau fr parte real.2n relaia anterioar apar funciile elementare )( j urmtoare :

=) j(65 5

8j =) j(67 7

8j

5j(68 8 =)

8j +=) 5j(6Q Q

( )8j

+=)

5

5j(6> >

a) Caracteristica amplitudine-frecen permite reprezentarea ariaiei c&3tigului ( modulului

lui )j(6 ) n funcie de frecen. t&t pe axa x c&t 3i pe axa O reprezentrile se fac logaritmic

astfel:

- pe axa x se reprezint logaritmul zecimal al pulsaiei ( frecenei ) log . ceasta permite ca

ntre dou pulsaii aflate n raport 5I5! s se afle aceea3i distan care poart denumirea de decad.

- pe axa O se reprezint c&3tigul n deci%eli potriit relaiei :

|)= j6(flog7!^]d*?

>3ser)a=ie: xa H nu conine aloarea ! a pulsaiei ( sau frecenei ) rezult&nd c axa M poate fi

aleas ca poziie fa de axa MH oriunde n lungul ei.

%) Caracteristica faz-frecen permite reprezentarea ariaiei fazei numrului complex

$jJ(funcie de frecen. eprezentarea este semilogaritmic, pe axa !H se reprezint logaritmul

frecenei ( pulsaiei ) iar pe axa ! faza (n radiani).

Caracteristici ale ,unc=iilor elementare/

( )

( ) 0===

=20|=)(|20=][

=+=+=

=)

!!

.loglog

!

j(6

5

5

77775

5

arctg9

arctgj

constj!4G

993aj

8"

1.


29/36

Electronica Analogica si Digitala 1De exemplu, pentru9 ; 100, caracteristicile amplitudine-frecen 3i faz-frecen sunt

date n figura urmtoare:

2. =) jj(6 7

( ) 88j =+= 7777 !

20+20=||20|=)= logloglogj(6flog7!]d%^? 7 j

e o%ser c pentru o pulsaie = 5!57!d%]d%^?logN7!log5!7!logN7!log7!]d%^?5 +=+=+= 1 , adic se o%ine un c&3tig

mai mare cu 20!3la cre3terea frecenei cu o decad. ? + ! +E85

! =

( )7!

=== arctg

8arctgj

8#

"! d*

Q! d*

7! d*

G !3 ; 20 log 9

!Q

!8

!!!!!! 5!5!5!!5!5!5!!5!!!

log

( j )

!Q!8!!!!! 5!5!5!!5!5!5!!

log

?]d%^+7!logjN

7!d%Idecad

!I5!!

!I5!

!+5IN 5!

!5!!

! 5!8

!

"!d%

Q!d%

7!d%

-7!d%

-Q!d%

log

!I5!!

!I5!

!+5IN 5!

!5!!

! 5!8

!

h

hI7

-hI7

log

(j)


30/36


3. =)8j

5

j(68

2020=20=||20|=)= loglog5

log5

logj(6flog7!]d%^? 8

88j

;entru o pulsaie J1 ; 10J +E !4!4G 20][=20= loglog5!7!-]d*^? 5 dic se o%ine un c&3tig mai mic cu !47! la cre3terea frecenei cu o decad.

Dac !=G +E8

5! = 9 ( )

7!

5

==

= arctg8arctgj

= ( ) 8jj +=5Q ( ) 77Q 5log7!log7!^] 8j!3G +==

( ) 8arctgj =

a)!!(j

5log

=)0=20][=>11>> 8!4G log 3i cre3te cu ^]7! !eca!a!4

7(j

=) arctg

8=

h

hI7

-hI7

!I5!!

!I5!

!+5IN 5!

!5!!

! 5!8

!

log

"!d%

Q!d%

7!d%

-7!d%

-Q!d%

-"!d%

!I5!!

!I5!

!+5IN 5!

!5!!

! 5!8

!

log

(j)

8j!3G

5log7!^] =

!I5!!

!I5!

!+5IN 5!

!5!!

! 5!8

! log

!I5!!

!I5!

!+5IN 5!

!5!!

! 5!8

! log

7!d%Idecad

[ ] tj!4G += 5log7!

8d%

"!d%

Q!d%

7!d%

caracteristica i!eal*caracteristica real*

(j)

hI7

hIQ


31/36


>. ( )8jj += 55)(>

( )775log7!5log7!

55log7!^] 88j

8j!4G +=+=+=

( ) (5

8arctgj =

a) [ ]( ) !! !5log7!5 = => 3i scade cu 7! d%Idecad

( ) ( )7

== arctgj

8'

log-8d* Caracteristica i!eal*

Caracteristica real*-7!d*

-Q!d*

-"!d*

7!d*

5!!

5!7! 5!

8!

8j!4G += 5

5log7!^]

log

(j)

-hIQ

-hI7


32/36


33/36


Tran#istorul "ipolar la nalt frecven

e constat c principalii parametri de cuadripol ai tranzistorului %ipolar 3i modific

modulul, acesta depinz&nd esenal de frecena de lucru peste anumite alori ale frecenei

semnalului de intrare.;rincipalii parametrii ai tranzistorului %ipolar sunt:

eee 757555 ,, - pentru conexiunea emitor comun

e75 - pentru conexiunea %az comun.

Dependenele de frecen sunt date de relaii de forma:

,

,j

00

,

,j

00

ee

ee

+=

+=

5

9

5

!7555

!5555

-unde , reprezint frecena de tiere cu ie3irea n scurtcircuit pentru conexiunea emitorcomun9

- , mai poart denumirea de frecen de tiere a amplificrii n curent.

,

,j

300 e

+

=5

!7555

- , frecena de tiere a amplificrii cu ie3irea n scurtcircuit n conexiunea %az comun.

/ndicele zero al parametrilor semnific faptul c alorile acestora sunt la medie sau la joas

frecen.De exemplu forma de ariaie a modulului parametrilor 75 n conexiunile emitor comun

1C 3i %az comun *C este:

Q5


34/36


35/36

zon de%locare

zon desaturaie

/C

C

0

C

1

1

C


- i33r - rezistena intrinsec a %azei ( ) 5!!5!n 9- e3g i conductan ntre %aza intrinsec 3i emitor9

- e3c

i capacitatea ecialent ntre %aza intrinsec 3i emitor9- c3g i conductana ntre %aza intrinsec 3i colector, semnific&nd modificarea grosimii%azei la modificarea tensiunii colector emitor9

- c3c i capacitatea ntre %aza intrinsec 3i colector 3i reprezint capacitatea de %arier

ecialent a jonciunii %az colector9- ceg conductana ntre colector 3i emitor corespunz&nd fenomenului fizic de ariaie a

rezistenei de ie3ire cu tensiunea colector emitor9- e3uS i surs de curent constant comandat de tensiunea %az emitor, iar reprezint

panta tranzistorului 3i se msoar n /141Z.&nd n edere alorile uzuale ale acestor parametrii, la frecene joase se pot neglija:

c3c i , c3g i , e3c i rezult&nd c scema ecialent de cuadripol coincide cu scema de cuadripol cu

parametrii .


36/36


Dac tensiunea de intrare are potenialul mare, curentul de %az care se o%ine are o astfel dealoare nc&t nmulit cu ar da o aloare mai mare dec&t curentul de colector maxim determinatde CE 3i CR . 2n aceast situaie tranzistorul conduce la saturaie put&nd fi ecialat cu un contactncis. ursa de tensiune 4E asigur %locarea ferm a tranzistorului. ezistena CR limiteazcurentul maxim de colector pentru a nu se distruge tranzistorul.

>3ser)a=ie : ezistena 74R

3i sursa de tensiune 4E

sun necesare n special n situaia ncare sursa care comand etajul are rezistena de ie3ire mare, n aceast situaie apr&nd dezaantajulc de3i se comand cu tensiune de niel co%or&t cderea de tensiune datorat lui C4>I pe rezistenade ie3ire s fie de ordinul olilor fapt care ar duce la saturarea tranzistorului.

Dia&rame de timp

rt timp de ridicare9 st - timp de stocare9 ct - timp de cdere.

QQ

t

t

t

ui

ti

/*

F/*

/*

/*/

/c

aturat !,5/C

tr

t

tc

Documents

Electronica analogica si digitala1_2