Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Hasonló dokumentumok
Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

Áramkörök számítása, szimulációja és mérése próbapaneleken

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Áramgenerátorok alapeseteinek valamint FET ekkel és FET bemenetű műveleti erősítőkkel felépített egyfokozatú erősítők vizsgálata.

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

Tranzisztoros erősítő vizsgálata. Előzetes kérdések: Mire szolgál a bázisosztó az erősítőkapcsolásban? Mire szolgál az emitter ellenállás?

FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK II. Elektrotechnika 5. előadás

Elektronika 11. évfolyam

BMF, Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar, Híradástechnika Intézet. Aktív Szűrő Mérése - Mérési Útmutató

Tételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.

III. félvezetők elméleti kérdések 1 1.) Milyen csoportokba sorolhatók az anyagok a fajlagos ellenállásuk alapján?

Elektronika Előadás

Gingl Zoltán, Szeged, dec. 1

Elektronika I. Gyakorló feladatok

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

Adatok: R B1 = 100 kω R B2 = 47 kω. R 2 = 33 kω. R E = 1,5 kω. R t = 3 kω. h 22E = 50 MΩ -1

Gingl Zoltán, Szeged, :44 Elektronika - Diódák, tranzisztorok

Elektronika alapjai. Témakörök 11. évfolyam

Bipoláris tranzisztoros erősítő kapcsolások vizsgálata

ÁRAMKÖRÖK SZIMULÁCIÓJA

1. A bipoláris tranzisztor statikus jelleggörbéi és paraméterei Az ábrán megadott kimeneti jelleggörbékkel jellemzett tranzisztornál

11.2. A FESZÜLTSÉGLOGIKA

Műveleti erősítők. Előzetes kérdések: Milyen tápfeszültség szükséges a műveleti erősítő működtetéséhez?

Mérési utasítás. P2 150ohm. 22Kohm

KÖZÖS EMITTERŰ FOKOZAT BÁZISOSZTÓS MUNKAPONTBEÁLLÍTÁSA

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba. Tihanyi Attila április 17.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Műveleti erősítők - Bevezetés

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Térvezérlésű tranzisztorok (FET)

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba 7. mérés RC tag Bartha András, Dobránszky Márk

Elektronika laboratóriumi mérőpanel elab panel NEM VÉGLEGES VÁLTOZAT! Óbudai Egyetem

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: FET tranzisztoros kapcsolások

1. ábra A Wien-hidas mérőpanel kapcsolási rajza

ELEKTRONIKA I. TRANZISZTOROK. BSc Mérnök Informatikus Szak Levelező tagozat

- elektromos szempontból az anyagokat három csoportra oszthatjuk: vezetők félvezetők szigetelő anyagok

EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA

Elektronika II. 5. mérés

AUTOMATIKAI ÉS ELEKTRONIKAI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

UNIPOLÁRIS TRANZISZTOR

Milyen elvi mérési és számítási módszerrel lehet a Thevenin helyettesítő kép elemeit meghatározni?

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA TÁVKÖZLÉS ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ GYAKORLATI VIZSGA MINTAFELADATOK

Gingl Zoltán, Szeged, :47 Elektronika - Műveleti erősítők

1. Egy lineáris hálózatot mikor nevezhetünk rezisztív hálózatnak és mikor dinamikus hálózatnak?

Elektronikai laboratóriumi gyakorlatok. Bevezető előadás

XI. DIGITÁLIS RENDSZEREK FIZIKAI MEGVALÓSÍTÁSÁNAK KÉRDÉSEI Ebben a fejezetben a digitális rendszerek analóg viselkedésével kapcsolatos témákat

Attól függően, hogy a tranzisztor munkapontját melyik karakterisztika szakaszon helyezzük el, működése kétféle lehet: lineáris és nemlineáris.

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

DR. KOVÁCS ERNŐ MŰVELETI ERŐSÍTŐK MÉRÉSE

Zener dióda karakterisztikáinak hőmérsékletfüggése

Műveleti erősítők. 1. Felépítése. a. Rajzjele. b. Belső felépítés (tömbvázlat) c. Differenciálerősítő

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Nagyfrekvenciás rendszerek elektronikája házi feladat

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Tájékoztató. Használható segédeszköz: számológép

BUDAPESTI MŰSZAKI FŐISKOLA KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR AUTOMATIKA INTÉZET ELEKTRONIKA MINTAPÉLDÁK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Teljesítmény-erősítők. Elektronika 2.

Elektronika II. 4. mérés. Szimmetrikus differencia erősítő mérése

Mérési jegyzőkönyv a 5. mérés A/D és D/A átalakító vizsgálata című laboratóriumi gyakorlatról

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Feszültségérzékelők a méréstechnikában

Az N csatornás kiürítéses MOSFET jelleggörbéi.

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Földelt emitteres erősítő DC, AC analízise

Összefüggő szakmai gyakorlat témakörei

Digitális multiméterek

Elektronikai laboratóriumi gyakorlatok. Bevezető előadás

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: A tranzisztor, mint kapcsoló

1. ábra A PWM-áramkör mérőpanel kapcsolási rajza

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba. Tihanyi Attila 2007 március 27

TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA

feszültség konstans áram konstans

A BIPOLÁRIS TRANZISZTOR.

Versenyző kódja: 7 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Országos Szakmai Tanulmányi Verseny.

TINA szimuláció. 7-es verzió

Logaritmikus erősítő tanulmányozása

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

Elektronika I. Dr. Istók Róbert. II. előadás

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

E-Laboratórium 5 Közös Emitteres erősítő vizsgálata NI ELVIS-II tesztállomással Mérés menete

Tranzisztoros erősítő alapkapcsolások vizsgálata

4. Mérés. Tápegységek, lineáris szabályozók

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

<mérésvezető neve> 8 C s z. 7 U ki TL082 4 R. 1. Neminvertáló alapkapcsolás mérési feladatai

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Számítási feladatok a 6. fejezethez

I. Félvezetődiódák. Tantárgy: Villamos mérések 2. Szakközépiskola 12. évfolyam számára. Farkas Viktor

Átírás:

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok. Diszkrét aktív alkatrészek és egyszerû alkalmazásaik. Elmélet A diszkrét aktív elektronikai alkatrészek (dióda, különbözõ tranzisztorok, tirisztor) elméleti ismertetése az. prezentációban található. A diszkrét alkatrészekkel építhetõ egyszerû áramköröket a. és az utána következõ fejezetekben tárgyaltuk. Számítási feladatokkal a táblagyakorlatokon találkoztak a hallgatók.. Leírás Ez a laboratóriumi gyakorlat során a hallgatók a diszkrét aktív alkatrészek (dióda, bipoláris tranzisztoros, MOSFET, IGBT, tirisztor) viselkedésével ismerkednek meg teszt áramkörökben és egyszerû valós kapcsolásokban.. Szimuláció A mérések elõtt elemezze a félvezetõ alkatrészek viselkedését számítógépes szimulációkkal... Félvezetõ dióda statikus jelleggörbéje. ábra: Félvezetõ dióda jelleggörbéi különbözõ hõmérsékletekre: N8 típusú kisjelû dióda, DSEI0-0 típusú teljesítménydióda. Rajzoltassa meg a statikus jelleggörbét egy adott hõmérsékletre az alábbi szimulációs modell segítségével:

. ábra: Félvezetõ dióda statikus jelleggörbéjének kirajzoltatását végzõ szimulációs modell, a jelleggörbe V D =f(i D )... Bipoláris tranzisztor (BJT) statikus jelleggörbéi. ábra: Bipoláris tranzisztor statikus jelleggörbéi (BC típus): kimeneti görbesereg I C =f(v CE ), I B =const., átviteli görbe I C =f(v BE ). A kimeneti statikus jelleggörbéket rajzoltassa ki az alábbi szimulációs modell segítségével:. ábra: Bipoláris tranzisztor statikus kimeneti jelleggörbéinek kirajzoltatását végzõ szimulációs modell, a kapott jelleggörbék.

.. Tranzisztoros logikai inverter átviteli karakterisztikája Állítsa össze az alábbi modellt és rajzoltassa meg az átviteli karakterisztikát!. ábra: A logikai inverter szimulációs modellje és szimulációval kapott átviteli karakterisztikája V OUT =f(v IN )... Közös emitterû erõsítõ munkapontjának beállítása és dinamikus viselkedése Határozza meg a közös emitterû erõsítõ munkapontját szimulációval az alábbi modell alapján! V(c): 7.88 V:.7 V(e): 0.87 V(n00): Ic(Q): 0.00877 Ib(Q):.88e-00 Ie(Q): -0.0087 I(R): 0.00877 I(R): 0.000 I(R): 0.0007 I(): 0.0087 I(V): -0.0099. ábra: A közös emitterû erõsítõ munkapont beállító részének szimulációs modellje, a szimuláció eredményeként kapott áram- és feszültségértékek. Vizsgálja ki az erõsítõ viselkedését idõtartományban az alábbi szimulációs modell alapján! 7. ábra: A közös emitterû erõsítõ viselkedésének szimulációja idõtartományban: a szimulációs modell, a bemenõ feszültség- (kék), a kollektor feszültség- (piros) és a kimenõ feszültség (zöld) idõdiagramjai. Figyelje meg a nemlineáris torzítást, a fázisváltozást és a kezdeti átmeneti jelenséget!

Vizsgálja ki az erõsítõ viselkedését a 00 Hz - MHz frekvencia-tartományban (AC analízis) az alábbi szimulációs modell alapján! 8. ábra: A közös emitterû erõsítõ váltakozó áramú vizsgálata, lineáris viselkedést feltételezve: szimulációs modell, amplitúdó- és fázisdiagram... JFET statikus jelleggörbéi 9. ábra: N-csatornás JFET statikus jelleggörbéi (BF típus): kimeneti görbesereg I D =f(v DS ), V GS =const., átviteli görbék I D =f(v GS ). A kimeneti statikus jelleggörbéket rajzoltassa ki az alábbi szimulációs modell segítségével: 0. ábra: N-csatornás JFET kimeneti statikus jelleggörbéinek kirajzoltatását végzõ szimulációs modell, a kapott jelleggörbék.

.. MOSFET statikus jelleggörbéi 9. ábra: N-csatornás MOSFET statikus jelleggörbéi (BS70 típus): kimeneti görbesereg I D =f(v DS ), V GS =const., átviteli görbék I D =f(v GS ). A kimeneti statikus jelleggörbéket rajzoltassa ki az alábbi szimulációs modell segítségével: 0. ábra: N csatornás MOSFET kimeneti jelleggörbéinek kirajzoltatását végzõ szimulációs modell, a kapott jelleggörbék...7 IGBT jelleggörbéi. ábra: N-csatornás IGBT statikus jelleggörbéi (SGP07N0 típus): kimeneti görbesereg I C =f(v CE ), V GE =const., átviteli görbék I C =f(v GE ). IGBT modell csak az újabb, LTspice XVII szoftverben található. Ebben a szoftverben alakítható ki a lenti szimulációs modell és rajzoltathatók ki a statikus jelleggörbék.

. ábra: N csatornás IGBT kimeneti statikus jelleggörbéinek kirajzoltatását végzõ szimulációs modell, a kapott jelleggörbék...8 Tirisztor viselkedése. ábra: A tirisztor viselkedésének általános jellemzésére szolgáló diagramok, a kimenõ jelleggörbe az adatlapról (FS típus). Az LTspice szoftverben nincs elõkészített tirisztor modell gyártott típusokra. A viselkedést tranzisztoros helyettesítõ áramkörrel kaphatjuk meg, a.subckt parancsot alkalmazva az alábbi szimulációs modellben.. ábra: Tirisztor kimeneti (fõáramköri) jelleggörbéjének kirajzoltatását végzõ szimulációs modell, a kapott jelleggörbe.

. Felszerelés a mérésekhez. Próbapanel. Kétcsatornás digitális oszcilloszkóp. Jelgenerátor. Különbözõ diszkrét aktív- (félvezetõ-) és passzív alkatrészek. Tápegység. Mérések Ebben a lépésben a hallgatók mérésekkel ellenõrzik az elméleti tudásukat az alkatrészekrõl és a szimulációval kapott viselkedést... Félvezetõ dióda jelleggörbéje Állítsa össze próbapanelon az alábbi áramkört! A dióda polaritását ellenõrizze multiméterrel (. ábra)! Változtassa a V I bemeneti feszültséget 0 és 0 V között, megközelítõleg V-os lépésekben! Mérje ki az egyes pontokban a dióda feszültségét és az ellenállás feszültségét! Az ellenállás feszültségébõl számítsa ki a dióda áramát! Töltse ki a táblázatot! Rajzolj a meg a statikus jelleggörbét!. ábra: Az N00 dióda tokozása. A világos csík a végén a katódot jelöli. Vi 00 7 0 Vr Vd D 00 Ohm N00 Id [ma] Vd[V] 0 0, 0, 0, 0,8,0 Szám 7 8 9 0 Vi Vr Id Vd [V] [V] [ma] [mv].. Bipoláris tranzisztor (BJT) statikus jelleggörbéi Állítsa össze próbapanelon az alábbi áramkört! A tranzisztor lábkiosztását a. ábrán láthatja. Az.-8. mérésekhez a V BB forrás állításával állítsa be az I B áramot 0 ìa értékre, használja az I B =V / összefüggést. A V CE feszültséget állítsa a V CC forrás segítségével 0-tól 7V-ig terjedõ értékekre, nagyjából V-os lépésekben. Jegyezze fel a V CE és I C értékeket a táblázatban. I C -t számítsa az I C =V R /R összefüggésbõl.

. ábra: A BC típusú bipoláris tranzisztor tokozása és lábkiosztása. A 9.-. mérésekhez a V BB forrás állításával állítsa be az I b áramot 0 ìa értékre, használja az I B =V / összefüggést. A V CE feszültséget állítsa a V CC forrás segítségével 0-tól 7V-ig terjedõ értékekre, nagyjából V-os lépésekben. Jegyezze fel a V CE és I C értékeket a táblázatban. Az I C számítsa az I C =V R /R összefüggésbõl. Rajzolja meg a fenti két bázisáram-értékre a kimeneti statikus jelleggörbét I C =f(v CE ), I B =const. VBB V M IC[mA] Q BC 0 VR R k0 VCE VCC 7 VCE[V] Szám 7 8 9 0 V IB VCE VR IC [V] [ua] [V] [V] [ma].. Logikai inverter átviteli karakterisztikája Állítsa össze próbapanelon az alábbi áramkört! A V I forrás feszültségét változtassa 0-tól 0V-ig, V-os lépésekben! Mérje ki minden beállításnál a V O kimeneti feszültséget! Töltse ki a táblázatot és rajzolja meg az átviteli karakterisztikát!

R 0 8 VI M0 VO[V] 0 Q BC 7 k0 VO VCC 7 8 9 0 VI[V] 8 9 0 Szám VI VO [V] [V].. Földelt emitteres erõsítõ DC és AC üzemben Állítsa össze a közös emitterû erõsítõ munkapontjának beállítását végzõ áramkört a próbapanelen! Kapcsoljon az áramkörre V CC =V feszültségû forrást! Mérje ki és írja be a táblázatba a megfelelõ feszültségértékeket! Az I B áramot számítsa az I B =(V CC -V B )/ - V B /R képlet szerint. Az I C áramot számítsa az I C =V R /R képlet szerint! 8k IB R k0 IC Q BC VR VCE VB [V] VE [V] IB [ua] VR [V] IC [ma] VCE [V] VB R 0k R k0 VE VCC Hasonlítsa össze a mért értékeket a korábban (.. pont) szimulációval kapott értékekkel! Mi az oka az eltéréseknek? Állítsa össze a teljes közös emitteres erõsítõ kapcsolást a próbapanelen! Vezessen a bemenetre 00mV amplitúdójú, khz frekvenciájú szinusz feszültséget. Figyelje meg oszcilloszkóppal a bemenõ jelet (V g ) és a kimenõ jelet (V o )! Rajzolja át a jeleket a megadott koordináta rendszerekbe! Jegyezze fel a táblázatba a mért és a kiszámított értékeket!

k Vg C u0 R 8k R 0k R k0 Q m0 BC R k0 C C m0 R k0 Vo VCC Vg[mV] 00 0 0-0 -00 Vo[V] t[ms] f [Hz] Vgpp [mv] Vopp [V] Av Av [db] 0 - t[ms] -.. MOSFET statikus jelleggörbéi Állítsa össze próbapanelon az alábbi áramkört! A BS70 típusú MOSFET lábkiosztását a. ábrán láthatja.. ábra: a BS70 típusú MOSFET lábkiosztása. VGG ID[mA] Q BS70 V k0 VDS VDD 0 7 VDS[V] Szám 7 8 9 0 VGG V [V] ID [ma]

Az.-8. mérésekhez, a V GG forrás állításával, állítsa be az I D áramot 0 ma értékre V DS =V feszültség környékén, használja az I D =V / összefüggést! A V DS feszültséget állítsa a V DD forrás segítségével 0-tól 7V-ig terjedõ értékekre, nagyjából V-os lépésekben. Jegyezze fel a V DS és I D értékeket a táblázatba! A 9.-. mérésekhez a V BB forrás állításával állítsa be az I D áramot 0 ma értékre V DS =V feszültség környékén, használja az I D =V / összefüggést! A V DS feszültséget állítsa a V DD forrás segítségével 0-tól 7V-ig terjedõ értékekre, nagyjából V-os lépésekben. Jegyezze fel a V DS és I D értékeket a táblázatba! Rajzolja meg a kapott két kimeneti jelleggörbét!.. IGBT statikus jelleggörbéi Állítsa össze forrasztással az alábbi áramkört! A STGDNB0SD típusú IGBT tokozását és lábkiosztását a 7. ábrán láthatja. 7. ábra: Az STGDNB0SD típusú IGBT tokozása és lábkiosztása: () gate, ( - a tokozás hátulját képezõ fémlap) kollektor, () emitter. Az IGBT nagy teljesítményû alkatrész, kapcsoló üzemre van optimalizálva. Vizsgálatát itt nem tudjuk a teljes áram és feszültség tartományban végezni, hanem csak egy kis értékekre, a koordináta rendszer kezdõpontjának közelében. Az.-. mérésekhez, a V GG forrás állításával, állítsa be az I C áramot 0,A értékre V CE =V feszültség környékén, használja az I C =V / összefüggést! A V CE feszültséget állítsa a V CC forrás segítségével 0-tól V-ig terjedõ értékekre, nagyjából V-os lépésekben. Jegyezze fel a V CE és I C értékeket a táblázatba! Az 7.-. mérésekhez, a V GG forrás állításával, állítsa be az I C áramot 0,8A értékre V CE =V feszültség környékén, használja az I C =V / összefüggést! A V CE feszültséget állítsa a V CC forrás segítségével 0-tól V-ig terjedõ értékekre, nagyjából V-os lépésekben. Jegyezze fel a V CE és I C értékeket a táblázatba! Rajzolja be a kapott két statikus jelleggörbét (I C =f(v CE ), V GE =const.) a megadott koordináta rendszerbe! STGDNB0SD,0 0,8 0, 0, 0, VGG IC[A] Q IC VCE V R7/W 0 VCE[V] VCC Szám 7 8 9 0 VGG V IC VCE [V] [V] [A] [V]

..7 Tirisztor viselkedése Állítsa össze forrasztással az alábbi áramkört! A BT8-00R típusú tirisztor lábkiosztását a 8. ábrán láthatja. 8. ábra: Az BT8-00R típusú tirisztor tokozása és lábkiosztása: () katód, ( - a tokozás hátulját képezõ fémlappal együtt) anód, () gate. A tirisztor nagy teljesítményû alkatrész, kapcsoló üzemre van optimalizálva. Vizsgálatát itt nem tudjuk a teljes tartományban végezni, hanem csak egy kis részen, a koordináta rendszer kezdõpontjának közelében. A mérésekhez, a V GG forrás V-ra állításával biztosítson 0mA körüli állandó gyújtóáramot a tirisztornak! A V AA feszültséget állítsa 0-tól V-ig terjedõ értékekre, nagyjából V-os lépésekben. Jegyezze fel a V AK és az I A értékeket a táblázatba! Használja az I A =V / összefüggést! Rajzolja meg a tirisztor kimeneti (fõáramköri) jelleggörbéjét: I A =f(v AK ) a mért értékek alapján! V IA Q k0 R7/W VAK VAA,0 0,8 0, 0, VGG IA[A] Szám VGG V IA VAK [V] [V] [A] [V] 0, VAK[V] 0 0, 0, 0,7,0, Hallgató(k): Név: Index szám: Aláírás: ------------------------------------------------ ---------------------------- ----------------------------------------- ------------------------------------------------ ---------------------------- -----------------------------------------