Struktura

Bipolární tranzistor ve spínacím režimu

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 IC.

·         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 (UCE) 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 (UOUT) z generátoru je 2V (UŠŠ=4V), teď ještě zbývá určit velikost proudu do báze, aby tranzistor sepnul proud (IC) 40mA. Velikost proudu IB učíme pomocí vztahu pro h21E.

Z katalogu víme, že tranzistor má proudový zesilovací činitel 200-450. Volíme nejnepříznivější podmínku, tzn. h21E=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

Obrázek

Content sch ma indukce

Obr.1.1:Vhodnější zapojení ochranné diody.

Obrázek

Content prubehy

Obr.:1.2:Naměřené napětí na tranzistoru bez ochranné diody

Logolink