Elektronika pro informační technologie (IEL)

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Elektronika pro informační technologie (IEL)"

Stanislava Sedláková
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 Elektronika pro informační technologie (IEL) Čtvrté laboratorní cvičení Brno University of Technology, Faculty of Information Technology Božetěchova 1/2, Brno - Královo Pole Petr Veigend,iveigend@fit.vutbr.cz 2018/2019

2 Základní informace Můj profil: Kancelář: A221 Konzultační hodiny: po domluvě em IEL cvičení 4 2

3 Obsah Bipolární tranzistor Co to je a jak to funguje? Bipolární tranzistor jako spínač Zapojení bipolárního tranzistoru Dvouvstupové hradlo v logice RTL IEL cvičení 4 3

4 Teoretický úvod BIPOLÁRNÍ TRANZISTOR IEL cvičení 4 4

5 Bipolární tranzistor V podstatě se skládá ze dvou diod, podle typu jejich orientace můžeme rozlišit dva typy: NPN a PNP Bipolární tranzistor má tři elektrody Báze Kolektor Emitor Bázový proud řídí průchod proudu mezi kolektorem a emitorem Pokud přivedeme proud do báze, tranzistor se otevře a prochází proud IEL cvičení 4 5

6 Typy bipolárních tranzistorů ještě jednou NPN - šipka ven IEL cvičení 4 6

7 Typy bipolárních tranzistorů ještě jednou IEL cvičení 4 7

8 Bipolární tranzistor jako spínač Dva pracovní stavy Rozepnuto - velký R spínače (MΩ), malý I C Sepnuto - malý R spínače (kω), velký I C Změny stavů Pomocí malého (spínacího) bázového proudu I B sepnutí/rozepnutí smyčky, poté jíž protéká (spínaný) kolektorový proud I C IEL cvičení 4 8

9 Pracovní bod bipolárního tranzistoru (rozepnut) Je-li tranzistor rozepnut (bod P1), je napětí U CE prakticky rovno napájecímu napětí U CC I C 0: U CE = U CC R C I C = U CC IEL cvičení 4 9

10 Pracovní bod bipolárního tranzistoru (sepnut) Je-li tranzistor sepnut (bod P2), začne jím protékat proud I C velikostně omezený jen odporem R C a přímo úměrně závislý velikosti proudu I B IEL cvičení 4 10

11 Pracovní bod bipolárního tranzistoru Sepnutí: pokud je proud I B takový, že U BE 0,7V Po sepnutí tranzistoru začne kolektorem protékat proud I C = β I B = U CC U CE R C β = I C /I B je proudové zesílení daného typu tranzistoru U CC = U CE + R C I C U CE klesne po sepnutí z hodnoty cca U CC typicky na hodnotu několika desetin V. IEL cvičení 4 11

12 Klopné obvody (multivibrátory) Klopný obvod obvod se překlápí mezi log. úrovněmi, změna probíhá skokově Typy KO Bistabilní (flip-flops) Oba stavy jsou stabilní Tyto obvody slouží jako paměťové prvky Astabilní Nemají žádný stabilní stav Neustále oscilují (kmitají) z jednoho stavu do druhého Monostabilní Jeden stabilní stav, ze kterého se obvod překlopí pouze s příchodem spouštěcího impulzu Další informace: letní semestr předmět INC IEL cvičení 4 12

13 Součástky k dispozici Nepájivé kontaktní pole Simulátor NGSpice (online) Pracovní krabička IEL cvičení 4 13

14 Jako spínač nepájivé pole a NGSpice ZAPOJENÍ BIPOLÁRNÍHO TRANZISTORU IEL cvičení 4 14

15 Důležité informace před zapojováním Připomínám strukturu nepájivého kontaktního pole NEVYPOJUJTE TRANZISTOR!!! IEL cvičení 4 15

16 Důležité informace před zapojováním IEL cvičení 4 16

17 Důležité informace před zapojováním IEL cvičení 4 17

18 Bipolární transistor IEL cvičení 4 18

19 Schéma zapojení Budete zapojovat následující obvod v nepájivém poli Napětí U 1 přes potenciometr (jeden vstup 5V, druhý 0V, jezdec se připojí k rezistoru R B ) Napětí U CC přímo 5V, bez potenciometru IEL cvičení 4 19

20 U1 Průběhy napětí U1 0,7 0,6 0,5 0,4 Graf 1 - Čím vyšší U 1, tím vyšší U BE - Spínací obvod 0,3 0,2 0,1 4 3, Graf 2 UBE - Čím vyšší U 1, tím 3 2,5 2 1,5 1 0,5 nižší U 2 = U CE - Spínaný obvod U2 = UCE IEL cvičení 4 20

21 Poznámka Proč bývá tranzistor-spínač označován pojmem invertor logické úrovně? Pokud přivedeme vysoké vstupní napětí U 1 výstupní napětí U 2 U CE bude nízké Pokud přivedeme nízké vstupní napětí U 1 výstupní napětí U 2 U CE bude vysoké IEL cvičení 4 21

22 NGSpice IEL cvičení 4 22

23 NGSpice IEL cvičení 4 23

24 Koncept RTL nepájivé pole a NGSpice DVOUVSTUPÉ HRADLO IEL cvičení 4 24

25 Dvouvstupé hradlo Logika RTL = rezistor-tranzistorová logika Jakou logickou funkci hradlo realizuje? IEL cvičení 4 25

26 Dvouvstupé hradlo Jakou logickou funkci hradlo realizuje? NOR A B C Je-li alespoň jeden vstup na log. 1, je jeden z tranzistorů otevřen (sepnut) a na výstupu je log. 0 Pokud jsou oba vstupy na log. 0, tranzistory jsou uzavřeny (rozepnuty) a na výstupu je log. 1 IEL cvičení 4 26

27 NGSpice Červené hodnoty: rezistory pro zapojení v nepájivém poli IEL cvičení 4 27

28 NGSpice v(a) = 0 v(b) = 0 v(out) = 1 jinak 0 IEL cvičení 4 28

29 Reference [1] Webové stránky cvičení IEL, dostupné online z: cs IEL cvičení 4 29

30 Děkuji Vám za pozornost! IEL cvičení 4 30

Podobné dokumenty

Elektronika pro informační technologie (IEL)

Elektronika pro informační technologie (IEL) Páté laboratorní cvičení Brno University of Technology, Faculty of Information Technology Božetěchova 1/2, 612 66 Brno - Královo Pole Petr Veigend, iveigend@fit.vutbr.cz