jfetmikro.elfak.ni.ac.rs/.../uploads/racunske-zadaci-jfet.pdfjfet zadatak 36. u kolu sa slike jfet...
Post on 11-Aug-2020
4 Views
Preview:
TRANSCRIPT
JFET
ZADATAK 36. U kolu sa slike JFET bez polarizacije gejta radi kao izvor konstantne struje. Odrediti vrednost
otpornosti otpornika ๐ ๐ท tako da je maksimalna struja koju tranzistor moลพe da obezbedi
๐ผ๐ท๐๐ = 4 mA, a napon prekidanja ๐๐ = 2 V. Poznato je ๐๐ท๐ท = 9 V.
Reลกenje:
Da bi tranzistor radio kao izvor konstantne struje, neophodno je da radi u oblasti zasiฤenja, a tada je ๐ผ๐ท = ๐ผ๐ท๐๐.
Uslov ulaska JFET-a u zasiฤenje je:
๐๐ท๐ โฅ |๐๐บ๐(๐๐น๐น)| โ |๐๐บ๐| = ๐๐ โ |๐๐บ๐|
Moลพe se uoฤiti da je napon ๐๐บ๐ = ๐๐บ โ ๐๐ = 0 V, pa ฤe uslov biti:
๐๐ท๐ โฅ ๐๐
Kolo sa slike moลพe se opisati jednaฤinom odakle ฤe se izraziti napon ๐๐ท๐:
๐๐ท๐ท = ๐ ๐ท โ ๐ผ๐ท๐๐ + ๐๐ท๐ โ ๐๐ท๐ = ๐๐ท๐ท โ ๐ ๐ท โ ๐ผ๐ท๐๐
Iz prethodne relacije i uslova odreฤuje se vrednost otpornika ๐ ๐ท:
๐๐ท๐ท โ ๐ ๐ท โ ๐ผ๐ท๐๐ โฅ ๐๐ โ ๐ ๐ท โค๐๐ท๐ท โ ๐๐
๐ผ๐ท๐๐= 1750 ฮฉ
ZADATAK 37. JFET tranzistor ima ulogu promenljivog otpornika u kolima za slabljenje signala i kontrolu
pojaฤanja (slika levo). Odrediti vrednost otpornosti otpornika ๐ ๐ท i izlaznu otpornost JFET tranzistora BF245C za
napone ๐๐ถ๐๐ = ๐๐บ๐ od 0 V do โ2 V na osnovu izlazne karakteristike tranzistora prikazane na slici desno ako je
izabrana struja ๐ผ๐ท๐ฟ๐ผ๐ = 2 mA. Poznato je: ๐๐ท๐ท = 9 V, ๐ ๐บ = 1 Mฮฉ.
Reลกenje:
Da bi se JFET tranzistor koristio kao promenljivi otpornik, neophodno je polarisati ga da radi u omskoj oblasti
gde je neophodno da bude ispunjen uslov ๐ผ๐ท๐ฟ๐ผ๐ =๐๐ท๐ท
๐ ๐ทโช ๐ผ๐ท๐๐. Odavde se moลพe odrediti otpornik ๐ ๐ท kao:
๐ ๐ท =๐๐ท๐ท
๐ผ๐ท๐ฟ๐ผ๐= 4.5 kฮฉ
Kolo se inaฤe moลพe opisati jednaฤinom:
๐๐ท๐ท = ๐ ๐ท โ ๐ผ๐ท + ๐๐ท๐
Radna prava se postavlja tako da preseca izlazne karakteristike u omskoj oblasti. Jedna taฤka ฤe biti za ๐๐ท๐ = 0 V
i zadatoj struji ๐ผ๐ท๐ฟ๐ผ๐ = 2 mA, dok je druga taฤka za ๐ผ๐ท = 0 A, pri kojoj ฤe napon biti
๐๐ท๐ = ๐๐ท๐ท = 9 V. Radna prava definisana je taฤkama ๐ด(0 V, 2 mA) i ๐ต(9 V, 0 A).
Preseฤne taฤke karakteristika sa radnom pravom su:
1. Za ๐๐ถ๐๐ = 0 V oฤitane vrednosti napona i struje su ๐๐ท๐ = 0.4 V i ๐ผ๐ท = 2 mA, pa je izlazna otpornost
tranzistora ๐ ๐ท๐ = 200 ฮฉ.
2. Za ๐๐ถ๐๐ = โ1 V oฤitane vrednosti napona i struje su ๐๐ท๐ = 0.5 V, ๐ผ๐ท = 1.9 mA, tako da je ๐ ๐ท๐ = 263 ฮฉ.
3. Za ๐๐ถ๐๐ = โ2 V oฤitane vrednosti napona i struje su ๐๐ท๐ = 0.65 V, ๐ผ๐ท = 1.8 mA, tako da je
๐ ๐ท๐ = 361 ฮฉ.
ZADATAK 38. Na osnovu izlazne karakteristike n-kanalnog JFET tranzistora BF245C date na slici formirati
prenosnu karakteristiku. Odrediti vrednost transkonduktanse u proizvoljnoj radnoj taฤki grafiฤkim putem i na
osnovu ล oklijevog izraza za transkonduktansu, ako je direktna prenosna konduktansa |๐๐0| = 6 mS i
|๐๐บ๐(๐๐น๐น)| = ๐๐ = 5 V.
Reลกenje:
Uslov zasiฤenja JFET tranzistora je:
๐๐ท๐ โฅ |๐๐บ๐(๐๐น๐น)| โ |๐๐บ๐| = ๐๐ โ |๐๐บ๐|
obzirom da je ๐๐ = 5 V, dobijaju se sledeฤe granice zasiฤenja: za ๐๐บ๐ = 0 V, ๐๐ท๐ = 5 V; za ๐๐บ๐ = โ1 V,
๐๐ท๐ = 4 V i tako redom. Prenoลกenjem vrednosti struja za dobijene graniฤne napone ๐๐ท๐ i spajanjem dobijenih
taฤaka dobija se prenosna karakteristika ๐ผ๐ท = ๐(๐๐บ๐) prikazana na slici ispod (crvena linija).
Vrednost transkonduktanse grafiฤkim putem dobija se na osnovu oฤitanih vrednosti struja i napona sa prenosne
karakteristike, na primer u okolini taฤke (๐ผ๐ท , ๐๐บ๐) = (5 mA, โ2 V):
๐๐ =๐ฅ๐ผ๐ท
๐ฅ ๐๐บ๐=
(5.5 โ 4.5)mA
(โ1.85 โ (โ2.15))V= 3.33 mS
Prenosna karakteristika moลพe se opisati ล oklijevom jednaฤinom:
๐ผ๐ท = ๐ผ๐ท๐๐ โ (1 โ|๐๐บ๐|
|๐๐บ๐(๐๐น๐น)|)
2
Na osnovu ล oklijevog izraza dobija se:
๐๐
=๐๐ผ๐ท
๐๐๐บ๐=
2๐ผ๐ท๐๐
|๐๐บ๐(๐๐น๐น)|โ (1 โ
|๐๐บ๐|
|๐๐บ๐(๐๐น๐น)|) = |๐
๐0| โ (1 โ
|๐๐บ๐|
|๐๐บ๐(๐๐น๐น)|)
gde je |๐๐0
| direktna prenosna konduktansa.
Za ๐๐บ๐ = โ2 ๐ dobija se ๐๐
= 3.6 mS.
ZADATAK 39. JFET ฤija je prenosna karakteristika prikazana na slici desno, upotrebljen je kao izvor konstantne
struje (slika levo). Odrediti:
a) Struju ๐ผ๐ท๐๐ i napon iskljuฤenja ๐๐บ๐(๐๐น๐น) ovog tranzistora,
b) Struju ovog tranzistora pri naponu ๐๐บ๐ = โ3 V na osnovu date prenosne karakteristike i na osnovu
ล oklijevog izraza za struju JFET-a,
c) Vrednost otpornika ๐ ๐ kojim se obezbeฤuje da ovaj JFET daje struju od 4 mA kroz otpornik ๐ ๐ท.
Reลกenje:
a) Sa prenosne karakteristike oฤitavaju se vrednosti: ๐ผ๐ท๐๐ = 16.6 mA i ๐๐บ๐(๐๐น๐น) = โ5 ๐.
b) Na osnovu prenosne karakteristike se za ๐๐บ๐ = โ3 V oฤitava struja ๐ผ๐ท = 4 mA, dok je na osnovu
ล oklijevog izraza:
๐ผ๐ท = ๐ผ๐ท๐๐ โ (1 โ|๐๐บ๐|
|๐๐บ๐(๐๐น๐น)|)
2
= 16.6 โ 10โ3 โ (1 โ3
5)
2
= 2.656 mA
c) Na osnovu prenosne karakteristike, struja iznosi ๐ผ๐ท = 4 mA pri naponu ๐๐บ๐ = โ3 V. Iz jednaฤine kojom
se moลพe opisati dato kolo, odreฤuje se vrednost otpornika ๐ ๐:
๐๐บ๐ = ๐๐บ โ ๐๐ = 0 โ ๐ ๐ โ ๐ผ๐ท โ ๐ ๐ = โ๐๐บ๐
๐ผ๐ท= 750 ฮฉ
ZADATAK 40. JFET u kolu sa slike levo je automatski polarisan. Odrediti:
a) Vrednost otpornosti otpornika ๐ ๐ i ๐ ๐ท tako da je struja ๐ผ๐ท = 9 mA, ako je data prenosna karakteristika na
slici desno,
b) Da li je tranzistor u oblasti bezbednog rada, ako je maksimalna dozvoljena snaga disipacije ๐๐ก๐๐ก = 0.3 W?
c) U kom opsegu se mogu naฤi ๐ผ๐ท i ๐๐บ๐ ukoliko su poznate graniฤne prenosne karakteristike.
Poznato je: ๐๐ท๐ท = 18 ๐, ๐ ๐บ = 10 Mฮฉ, ๐๐บ๐(๐๐น๐น) = โ6.5 V, ๐๐ท๐ = 15 V.
Reลกenje:
a)
Sa prenosne karakteristike oฤitava se da je pri struji ๐ผ๐ท = 9 mA vrednost napona ๐๐บ๐ = โ2 V. Za dato
kolo se uoฤava da je napon ๐๐บ = 0 V, pa se otpornik ๐ ๐ moลพe odrediti iz jednaฤine:
๐๐บ๐ = ๐๐บ โ ๐๐ = 0 โ ๐ ๐ โ ๐ผ๐ท โ ๐ ๐ = โ๐๐บ๐
๐ผ๐ท= 222.2 ฮฉ
Odreฤivanje otpornika ๐ ๐ท vrลกi se iz jednaฤine izlaznog kola:
๐๐ท๐ท = ๐ ๐ท โ ๐ผ๐ท + ๐๐ท๐ + ๐ ๐ โ ๐ผ๐ท โ ๐ ๐ท =๐๐ท๐ท โ ๐๐ท๐ โ ๐ ๐ โ ๐ผ๐ท
๐ผ๐ท= 111.1 ฮฉ
b) Snaga disipacije iznosi:
๐๐ฝ๐น๐ธ๐ = ๐๐ท๐ โ ๐ผ๐ท = 0.135 W โ ๐๐ฝ๐น๐ธ๐ < ๐๐ก๐๐ก
Snaga koja se disipira na JFET-u je manja od maksimalne dozvoljene disipacije, pa je tranzistor u
bezbednoj oblasti rada.
c) Potrebno je postaviti radnu pravu, koja ฤe u preseku sa datim prenosnim karakteristikama definisati opseg
vrednosti stuje ๐ผ๐ท i napona ๐๐บ๐. Poznata je jedna taฤka radne prave, a to je da je pri naponu ๐๐บ๐ = โ2 V
struja ๐ผ๐ท = 9 mA. Druga taฤka radne prave moลพe se odrediti za vrednost napona ๐๐บ๐ = 0 V i iznosi
๐ผ๐ท = โ๐๐บ๐
๐ ๐= 0 A. Radna prava definisana je taฤkama ๐ด(โ2 V, 9 mA) i ๐ต(0 V, 0 A).
Sa grafika se oฤitavaju vrednosti: 5 mA โค ๐ผ๐ท โค 11.5 mA i โ2.5 V โค ๐๐บ๐ โค โ1.1 V.
ZADATAK 41. JFET u kolu sa slike levo je polarisan preko naponskog razdelnika radi stabilizacije radne taฤke.
Odrediti:
a) Vrednost otpornosti otpornika ๐ ๐ tako da je struja ๐ผ๐ท = 9 mA, ako je data prenosna karakteristika (slika
desno),
b) Maksimalnu vrednost otpornosti otpornika ๐ ๐ท za koju ฤe tranzistor biti u zasiฤenju,
c) U kom opsegu se mogu naฤi ๐ผ๐ท i ๐๐บ๐ ukoliko su poznate graniฤne prenosne karakteristike.
Poznato je: ๐๐ท๐ท = 18 V, ๐ 1 = ๐ 2 = 1 Mฮฉ, ๐๐บ๐(๐๐น๐น) = โ6.5 V.
Reลกenje:
a) Sa prenosne karakteristike uoฤava se da struja iznosi ๐ผ๐ท = 9 mA pri naponu ๐๐บ๐ = โ2 V. Napon na gejtu
odreฤuje se preko naponskog razdelnika:
๐๐บ =๐ 2
๐ 2 + ๐ 1โ ๐๐ท๐ท = 9 V
Poznata je i relacija iz koje se moลพe odrediti vrednost otpornika ๐ ๐:
๐๐บ๐ = ๐๐บ โ ๐๐ = ๐๐บ โ ๐ ๐ โ ๐ผ๐ท โ ๐ ๐ =๐๐บ โ ๐๐บ๐
๐ผ๐ท=
9 + 2
9 โ 10โ3= 1.22 kฮฉ
b) Kada je tranzistor u zasiฤenju vaลพi da je:
๐๐ท๐ = ๐๐ท๐(๐ ๐๐ก) = |๐๐บ๐(๐๐น๐น)| โ |๐๐บ๐| = 6.5 โ 2 = 4.5 V
U ovom sluฤaju kolo se opisuje jednaฤinom odakle se odreฤuje otpornost ๐ ๐ท:
๐๐ท๐ท = ๐ ๐ท โ ๐ผ๐ท + ๐๐ท๐(๐ ๐๐ก) + ๐ ๐ โ ๐ผ๐ท โ ๐ ๐ท =๐๐ท๐ท โ ๐๐ท๐(๐ ๐๐ก) โ ๐ ๐ โ ๐ผ๐ท
๐ผ๐ท= 280 ฮฉ
c) Potrebno je postaviti radnu pravu, koja ฤe u preseku sa datim prenosnim karakteristikama definisati opseg
vrednosti stuje ๐ผ๐ท i napona ๐๐บ๐. Poznata je jedna taฤka radne prave, a to je da je pri naponu ๐๐บ๐ = โ2 V
struja ๐ผ๐ท = 9 mA. Druga taฤka radne prave moลพe se odrediti za vrednost napona ๐๐บ๐ = 0 V i odreฤivanjem
struje ๐ผ๐ท:
๐๐บ๐ = ๐๐บ โ ๐๐ =๐ 2
๐ 2 + ๐ 1โ ๐๐ท๐ท โ ๐ ๐ โ ๐ผ๐ท โ ๐ผ๐ท =
๐ 2
๐ 2 + ๐ 1โ ๐๐ท๐ท โ ๐๐บ๐
๐ ๐= 7.377 mA
Radna prava definisana je taฤkama ๐ด(โ2 V, 9 mA) i ๐ต(0 V, 7.377 mA).
Sa grafika se oฤitavaju vrednosti: 8 mA โค ๐ผ๐ท โค 10 mA i โ2.8 V โค ๐๐บ๐ โค โ0.7 V.
top related