Kurs elektroniki – #7a – tranzystory bipolarne w praktyce

[Rychu2115]

Moje wyniki z zadania domowego na PNP BC557B

UBE 739mV
UCE 34mV

Ib 0,91mA
Ic 7,20 mA

[4321]

Zmajstrowałem ten układ z kursu, wszystko działa, prąd bazy wyniósł 0,79 mA. Następnie dla eksperymentu zrobiłem drobną modyfikację -> rezystor 10k zamiast do bazy podpiąłem do emitera. Prąd bazy się nie zmienił (tak samo 0,79 mA), ale LED nie świeci. Dlaczego?

 

[Treker (Damian Szymański)]

@4321 w takiej sytuacji prąd dla diody jest ograniczny przez dwa rezystory - łączny opór 11k to za dużo, aby dioda mogła świecić.

[4321]

@Treker Nie mogę się z tym zgodzić. Jeśli w oryginalnym schemacie do rezystora 1k podpiętego do kolektora dodam jeszcze 10k to dioda świeci. Świeci również wtedy kiedy wspomniany rezystor 10k dodam do emitera.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[4321]

Bardzo mnie ta kwestia zaintrygowała.

A: Oryginalny schemat (pierwsze zdjęcie): obwód Baza - Emiter -> 10k Om; obwód Kolektor - Emiter -> 1k Om; dioda świeci

B: Przerobiony układ (drugie zdjęcie): obwód Baza - Emiter -> 10k Om; obwód Kolektor - Emiter -> 11k Om; dioda świeci

C :  Kolejny przerobiony układ (trzecie zdjęcie): obwód Baza - Emiter -> 10k Om; obwód Kolektor - Emiter -> 11k Om; dioda nie świeci

Na czwartym zdjęciu widać, że w układzie C w obwodzie Baza-Emiter płynie prąd

Dlaczego dioda w układzie C nie świeci mimo, że opór w obwodzie jest taki sam jak w układzie B? Jedyną różnicą jest położenie rezystora.

Jako ciekawostkę: Jeśli w układzie C zrobię przerwę pomiędzy zasilaniem a bazą (np jak na zdjęciu piątym) i zacznę zwierać (albo raczej 'pstrykać') końcówkami niebieskich przewodów to dioda na ułamek sekundy się zapala.

 

Edytowano Kwiecień 16, 2023 przez 4321
literówki

[Treker (Damian Szymański)]

@4321 faktycznie, moja pierwsza odpowiedź była błędna, przepraszam za zamieszanie.

W ramach dalszych eksperymentów zmierz jakie napięcie występują w każdym z testowanych przez Ciebie przypadków. Przyjrzyj się np. jakie jest napięcie baza-emiter.

[Tulim]

Wykonałem testy na tranzystorze PNP, dokładnie w takim układzie jak na rysunkach w kursie.

U_baterii= 9,41 V (bez obciążenia)

U_BE = 0,73V lub 735 mV                                 U_CE = 0,28V

I_B= 0,84mA                                                      I_C=7,11 mA

Sprawdziłem sobie też czy suma spadków napięć w obwodzie (Bateria - C-E tranzystor - rezystor - LED - Bateria) z ciekawości, czy będzie równa napięciu z baterii.       

Wyszło tak:

U_baterii = 8,97V (podłączona, a więc obciążona)             

a teraz suma spadków napięć: U_CE = 0,03V        U_REZ=6,13V         U_LED= 2,79V

U_BAT = U_CE + U_REZ + U_LED 

8,97 = 0,03 + 6,13 + 2,79

8,97 = 8,95   czyli mała różnica 0,02 może być spowodowana błędem miernika, albo zmianą napięcia na baterii podczas pomiaru.

β = 7,11/0,84 = 8,46

Zmieniłem rezystor zabezpieczający diodę na 330 Ohm (testowałem wcześniej, że dioda jeszcze się nie przepala, ale nie wiem jak długo wytrzyma) i wtedy współczynnik się podniósł: β=17,32/0,8 = 21,6

Ciekawe jest to, że dokładanie szeregowo kolejnych rezystorów na linii bazy zmniejsza prąd bazy, ale prąd CE nie zmienia się w ogóle.

[Tulim]

Dnia 14.04.2023 o 17:48, 4321 napisał:

Zmajstrowałem ten układ z kursu, wszystko działa, prąd bazy wyniósł 0,79 mA. Następnie dla eksperymentu zrobiłem drobną modyfikację -> rezystor 10k zamiast do bazy podpiąłem do emitera. Prąd bazy się nie zmienił (tak samo 0,79 mA), ale LED nie świeci. Dlaczego?

 

No dobrze, ale momencik. Czyli Ty zrobiłeś tak jak narysowałem poniżej w zdjęciu ? Jeśli tak to prąd będziesz miał taki sam jak w oryginalnym połączeniu, bo spadek napięcia Baza-Emiter jest bardzo mały. Natomiast jeśli przez bazę nie płynie żaden prąd, to tranzystor jest w stanie zaporowym, a zatem jest wyłączony. Dlatego Ci dioda nie świeci.

Edytowano Kwiecień 16, 2023 przez Tulim

[4321]

@Tulim Przy takim połączeniu jak pokazałeś nie miałbym żadnego prądu bazy bo nie jest ona do niczego podłączona. Układ, o który się rozchodzi, pokazałem w moim trzecim poście na zdjęciu nr 3.

Cytat

Ciekawe jest to, że dokładanie szeregowo kolejnych rezystorów na linii bazy zmniejsza prąd bazy, ale prąd CE nie zmienia się w ogóle.

Dlaczego tak się dzieje dobrze wyjaśnia Markek1707 tutaj

Edytowano Kwiecień 17, 2023 przez 4321

[4321]

@Treker

Dnia 16.04.2023 o 21:08, Treker napisał:

@4321 faktycznie, moja pierwsza odpowiedź była błędna, przepraszam za zamieszanie.

W ramach dalszych eksperymentów zmierz jakie napięcie występują w każdym z testowanych przez Ciebie przypadków. Przyjrzyj się np. jakie jest napięcie baza-emiter.

Wyszły mi takie wyniki napięcia:

Układ A

• CE 0,03V
• BE 0,72V
• BC 0,69V

Układ B

• CE 0,009V
• BE 0,7V
• BC 0,69V

Układ C

• CE 0,005V
• BE 0,7V
• BC 0,69V

Teraz oprócz tego, że dalej nie wiem dlaczego układ C nie działa to jeszcze dodatkowo nie rozumiem prawie 50% spadku napięcia na CE pomiędzy układami B i C (mimo tego, że teoretycznie w obu przypadkach opór obwodu CE wynosi 11k Om).

[Treker (Damian Szymański)]

Dla ułatwienia przeniosłem układ do symulatora, a właściwie dwa układy - po lewej poprawna wersja z rezystorem przy bazie, a po prawej Twoja wersja z rezystorem w emiterze. Oba układy są zasilane z 9 V i składają się z elementów o identycznych parametrach.

Zwróć uwagę co dokładnie dzieje się w drugim przypadku. Pomimo tego, że "prąd bazy" jest taki sam, to prąd w gałęzi z kolektorem nie płynie (dioda nie świeci się). Spadek napięcia na rezystorze 10k (według symulacji) to aż 8,392 V, a dla diody zostaje już tylko 0,59 V to znacznie mniej niż napięcie, które jest wymagane do tego, aby dioda mogła przewodzić prąd i świecić. Można to łatwo sprawdzić usuwając diodę święcącą i zostawiając tam jedynie rezystor 1k. W takim układzie prąd kolektora już popłynie, ale będzie on niewielki - jedynie 0,56 mA. Aby taki układ z rezystorem w emiterze zadziałał można dodać do bazy drugi rezystor 10k.

Jak widać w takiej sytuacji napięcie na rezystorze przy emiterze odkłada się już mniejsze, a dla diody zostaje go tyle, że może ona już słabo świecić (przynajmniej w tej symulacji). W ramach eksperymentu możesz dodać ten drugi rezystor pomierzyć odpowiednie prądy/napięcia. Jednak możesz to potraktować tylko jako ciekawostkę, bo w praktyce (przy takich prostych układach) trzeba trzymać się takich połączeń, jak te, które są opisane w kursie - czyli rezystor przy bazie, obciążenie (np. dioda przy kolektorze), a emiter podłączony do masy.

Przy okazji: podczas swoich prób zmieniałeś położenie rezystora bazy. Znacznie częściej początkujący elektronicy robią inne eksperymenty, zostawiają rezystor przy bazie, ale podłączają obciążenie do emitera. W tym przypadku taki układ zadziała poprawnie i w wielu sytuacjach różnice w działaniu będę wręcz niezauważalne - jednak nie zawsze. Gdybyś chciał też robić takie eksperymenty to od razu podpowiem, że wtedy poruszamy temat tzw. układów pracy tranzystorów, który wykracza poza ramy tego kursu. Więcej na ten temat przeczytasz np. na Wikipedii: https://pl.wikipedia.org/wiki/Tranzystor_bipolarny#Układy_pracy

[kubadabro_]

Witam, mam problem ze zrozumieniem dwóch zagadnień.

1. Na początku artykułu jest napisane "Jeżeli do bazy przyłożymy nieduże napięcie (względem emitera), to elektrony z emitera zaczną się przemieszczać w jej kierunku. Obszar bazy jest jednak bardzo cienki, więc duża część elektronów przy okazji przeleci do obszaru kolektora." Rozumiem, że dotyczy to jedynie tranzystora typu PNP, skoro prąd płynie z emitera do kolektora?

2. "Niezależnie od typu tranzystora, który wykorzystujemy w celu umożliwienia przepływu dużego prądu (emiter–kolektor), aby działał, musimy „zamknąć” obwód baza–emiter." Opierając się na schemacie poniżej, czy zamknięciem obwodu baza-emiter jest połączenie gałęzi na której jest rezystor 10kΩ oraz gałęzi z baterią?

Bo ciężko mi sobie wyobrazić zamknięciem obwodu baza-emiter na tych schematach:

[ReniferRudolf]

45 minut temu, kubadabro_ napisał:

Obszar bazy jest jednak bardzo cienki, więc duża część elektronów przy okazji przeleci do obszaru kolektora." Rozumiem, że dotyczy to jedynie tranzystora typu PNP, skoro prąd płynie z emitera do kolektora?

NIE. Dotyczy to tranzystora NPN. W tranzystorze NPN baza ma wyższy potencjał od emitera a prądy (konwencjonalnie) płyną od bazy do emitera - ten malutki prąd aktywujący tranzystor - oraz od kolektora do emitera. Natomiast kierunek przepływu elektronów jest zawsze przeciwny do kierunku przepływu prądu "konwencjonalnego"!
Konwencję, że prąd płynie od wyższego potencjału ("+") do niższego ("-") przyjęto w nauce o elektryczności w drugiej połowie XIX wieku i tak zostało i tak do dziś opowiadamy o obwodach elektrycznych. Jednak, kiedy mówimy - jak w tamtym zdaniu - o podstawach fizycznych przepływu prądu, to w drucie ruszają się elektrony naładowane ujemnie i te elektrony de facto płyną od minusa do plusa 🙂
 

45 minut temu, kubadabro_ napisał:

Opierając się na schemacie poniżej, czy zamknięciem obwodu baza-emiter jest połączenie gałęzi na której jest rezystor 10kΩ oraz gałęzi z baterią?

Bo ciężko mi sobie wyobrazić zamknięciem obwodu baza-emiter na tych schematach:

Ten na schemat na górze - narysowany w konwencji spotykanej w podręcznikach szkolnych - jest w zasadzie identyczny ze schematem na dole po lewej - narysowanym w konwencji spotykanej w literaturze fachowej. Tylko, że z fachowcami jest tak, że oni nałogowo stosują pewne skróty myślowe (bo zresztą inaczej można by zgłupieć), a my początkujący musimy się tych skrótów nauczyć. Tylko napięcie zasilania jest inne (9V vs 5V). Na dolnym: do VCC i GND podłączasz baterię oraz węzeł wiszący w powietrzu łączysz z VCC i masz dokładnie to samo, co na górze.

Edytowano Sierpień 3, 2023 przez ReniferRudolf

[Ardian49]

Cześć wszystkim!

Moje wyniki dla zadania domowego z tranzystorami

Dla NPN:

Ube = 723 mV

Uce = 38 mV

Ic = 6,37 mA

Ib = 0,83 mA

 

Dla PNP:

Ube = 706 mV

Uce = 67 mV

Ic = 7,55 mA

Ib = 0,91 mA

Pytanie: Czy dwukrotnie wyższe napięcie pomiędzy E i C w PNP znaczy o błędach pomiarowych?

Proszę o weryfikację wyników. Z góry dziękuję.

[k892]

Dlaczego przy tak połączonym układzie i odpowiednich pomiarach Ube i Uce, na mierniku prad bazy i kolektora nie istnieje ?