Oldøich Kováø ELEKTRONIKA sbírka pøíkladù

Oldøich Kováø ELEKTRONIKA - sbírka pøíkladù Recenzent èeského vydání: Ing Jiøí Hozman Recenzenti pùvodního slovenského vydání: Prof Ing Milan Kejzlar, CSc Doc Ing Peter Gubiš, CSc Doc Ing Juraj Mièek, CSc Bez pøedchozího písemného svolení nakladatelství nesmí být kterákoli èást knihy kopírována nebo rozmnožována jakoukoli formou (tisk, fotokopie, mikrofilm nebo jiný postup), zadána do informaèního systému nebo pøenášena v jiné formì èi jinými prostøedky Autor a nakladatelství nepøejímají záruku za správnost tištìných materiálù Pøedkládaná zapojení jsou zveøejnìna bez ohledu na pøípadné patenty tøetích osob Nároky na odškodnìní na základì zmìn, chyb nebo vynechání jsou zásadnì vylouèeny Všechny registrované nebo obchodní známky použité v této knize jsou majetkem jejich vlastníkù Uvedením nejsou zpochybnìna z toho vyplývající vlastnická práva Veškerá práva vyhrazena Ing Oldøich Kováø, 1998 Nakladatelství BEN - technická literatura, Vìšínova 5, Praha 10 Oldøich Kováø: Elektronika - sbírka pøíkladù BEN - technická literatura, Praha 1998 1 èeské vydání ISBN 80-86056-57-0

OBSAH 1 ZÁKLADNÍ METODY LINEÁRNÍ ANALÝZY ELEKTRONICKÝCH OBVODÙ 8 2 RC ÈLÁNKY 13 3 POLOVODIÈOVÉ DIODY 19 4 BIPOLÁRNÍ TRANZISTORY 29 5 UNIPOLÁRNÍ TRANZISTORY 56 6 VÝSLEDKY A ØEŠENÍ PØÍKLADÙ 58 Základní metody lineární analýzy elektronických obvodù 58 RC èlánky 62 Polovodièové diody 74 Bipolární tranzistory 80 Unipolární tranzistory 143 Knihy nakladatelství BEN technická literatura 148

4 Seznam použitých symbolù a schematických znaèek Symboly A u - napì ové zesílení f D - dolní mezní kmitoèet f H - horní mezní kmitoèet w M - zlomový kruhový kmitoèet H 21, b - proudový stejnosmìrný zesilovací èinitel h 21, b str - dynamický (støídavý) proudový zesilovací èinitel v zapojení SE a - stejnosmìrný proudový zesilovací èinitel v zapojení SB H 21S - redukovaný proudový zesilovací èinitel H 21 I B - stejnosmìrný proud báze tranzistoru I BM - mezní proud báze tranzistoru I C (I CP ) - stejnosmìrný kolektorový proud I CM - mezní kolektorový proud I E - stejnosmìrný proud emitoru DI C, DI E, DI B - dynamické zmìny pøíslušných proudù i, u o, u i - okamžité hodnoty pøíslušných velièin Di, Du o, Du i - dynamické zmìny pøíslušných velièin LAF - logaritmická kmitoètová amplitudová charakteristika LFF - logaritmická kmitoètová fázová charakteristika d [%] - procentuální odchylka velièiny DI CP, Db - tolerance velièin t - èasová konstanta T - perioda signálù jw - Fourierùv operátor p - Laplaceùv operátor, 6 &S b - citlivost kolektorového proudu na zmìny proudového zesilovacího èinitele P C - kolektorová ztráta R T, U T - parametry náhradního zdroje napìtí u 1ON - úroveò øídicího napìtí spínaèe, pøi kterém musí být spínaè sepnut u 1OFF - úroveò øídicího napìtí spínaèe, pøi kterém musí být spínaè rozepnut u 1MIN - minimální úroveò vstupního napìtí u 1MAX - maximální úroveò vstupního napìtí U N - napájecí napìtí U BN - výstupní napìtí bázového dìlièe naprázdno U Z - závìrné napìtí køemíkové diody UZ - Zenerovo napìtí - referenèní napìtí U R

5 U Q U D U BE U EBM U CE U CEM U CES r E g m Z i, Z e R g u g - teplotní potenciál polovodièového pøechodu pro tranzistor NPN je jeho hodnota 26 10 3 V pro tranzistor PNP je jeho hodnota 35 10 3 V - úbytek napìtí køemíkové diody polarizované v propustném smìru - úbytek mezi elektrodami báze-emitor ve vodivém smìru - mezní napìtí emitor-báze - napìtí mezi elektrodami kolektor-emitor - mezní napìtí kolektor-emitor - saturaèní napìtí kolektor-emitor - dynamický odpor emitoru - pøenosová vodivost (strmost) - vstupní resp výstupní impedance - vnitøní odpor generátoru napìtí - výstupní napìtí generátoru Schematické znaèky Napì ový zdroj s napìtím U N Šipka oznaèující orientaci napìtí smìøuje od + k Mezisvorkové napìtí U N s orientací šipky ve smyslu napìtí od + k Proudový zdroj proudu I, šipka oznaèuje smìr proudu Kondenzátor s kapacitou C Odpor velikosti R R L Promìnlivá odporová zátìž

6 Ideální spínaè, kontakt relé Køemíková dioda s U D = 0,7 V Zenerova dioda s definovaným napìtím U Z Bipolární tranzistor NPN Bipolární tranzistor PNP Napì ový zdroj harmonického signálu Napì ový zdroj obdélníkového signálu Relé Cívka s indukèností L Tlaèítko * ' 7 6 J-FET tranzistor s N-kanálem

7 ÚVOD Sbírka pøíkladù byla urèena studentùm Fakulty øízení a informatiky Žilinské univerzity jako studijní pomùcka k pøedmìtu Elektronika Domnívám se však, že mùže posloužit každému, kdo si chce ovìøit míru pochopení dané problematiky Náplò sbírky se drží uèebních osnov pøedmìtu Elektronika Pøi jejím sestavování jsem vycházel z pøíkladù formulovaných v prùbìhu nìkolika let pro potøeby výuky tohoto pøedmìtu Sbírka obsahuje øešené a neøešené pøíklady s výsledky a øešeními pøíkladù uvedených v poslední kapitole Teorie, která je potøebná k øešení pøíkladù, je uvedena ve skriptech autorù Kováøe a Repky Elektronika Terminologie a symbolika sbírky je v souladu s jejich terminologií a symbolikou Za pøíspìvky k obohacení palety pøíkladù ve sbírce dìkuji kolegùm z katedry doc Ing Petru Gubišovi, CSc, doc Ing Vladimíru Jamrichovi, CSc a Ing Jánu Repkovi Recenzentùm vyslovuji podìkování za pøipomínky, kterými pøispìli ke zvýšení obsahové a formální úrovnì práce V neposlední øadì dìkuji studentovi Mirovi Pienèakovi za pomoc pøi textové a grafické úpravì publikace V Žilinì 1 ledna 1998 autor Cítili jsme, že podobná pøíruèka pro širší odbornou veøejnost na trhu elektrotechnické literatury chybí Snažili jsme se proto, aby co možná nejdøíve vyšla tato knížka I když by bylo zcela jistì co vytknout (skromná kapitola o unipolárních tranzistorech, pøíliš mnoho podobných pøíkladù v kapitole o bipolárních tranzistorech apod ), bylo dùležité ji vùbec vydat Do budoucna tak vidíme zkvalitnìní obsahu této pøíruèky (použití unipolárního tranzistoru ve funkci spínaèe v S/H obvodech, pøíklady z oblasti spínacích obvodù øízených z IO analogových i èíslicových a dvoustupòový zesilovaèù se støídavou vazbou, doplnìní nìkterých pøíkladù grafickými závislostmi, rozšíøení komentáøù k nìkterým øešeným pøíkladùm, ) pøípadnì vydání další pøíruèky, která by obsahovala metodiku øešení pøíkladù podobného typu Svými pøipomínkami k èeskému vydání pøispìl i recenzent Ing Jiøí Hozman z katedry radiotechniky ÈVUT, jemuž tímto vyslovujeme podìkování V Praze 11 listopadu 1998 BEN technická literatura