Differential Transistorforstærkere

DIFFERENTIALS | How They Work (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Differential Transistorforstærkere

Diskrete halvleder enheder og kredsløb


Spørgsmål 1

Lad ikke bare sidde der! Byg noget !!

At lære at matematisk analysere kredsløb kræver meget undersøgelse og praksis. Normalt praktiserer eleverne ved at arbejde igennem masser af prøveproblemer og kontrollere deres svar mod dem fra lærebogen eller instruktøren. Mens dette er godt, er der en meget bedre måde.

Du vil lære meget mere ved faktisk at opbygge og analysere rigtige kredsløb, så din testudstyr giver svarene "i stedet for en bog eller en anden person. Følg disse trin for succesfulde øvelser i kredsløbsopbygning:

  1. Mål og registrer omhyggeligt alle komponentværdier forud for kredsløbskonstruktionen, og vælg modstandsværdier, der er høje nok til at skade eventuelle aktive komponenter usandsynligt.
  2. Tegn skematisk diagram for kredsløbet, der skal analyseres.
  3. Opbyg forsigtigt dette kredsløb på et brødbræt eller andet passende medium.
  4. Kontroller nøjagtigheden af ​​kredsløbets konstruktion, efter hver ledning til hvert forbindelsessted, og kontroller disse elementer en for en på diagrammet.
  5. Matematisk analysere kredsløbet, løse for alle spændings- og strømværdier.
  6. Mål forsigtigt alle spændinger og strømme for at kontrollere nøjagtigheden af ​​din analyse.
  7. Hvis der er væsentlige fejl (mere end et par procent), skal du kontrollere dit kredsløbs konstruktion grundigt på diagrammet, og genkalder derefter værdierne og genmåles omhyggeligt.

Når elever først lærer om halvlederindretninger, og som mest sandsynligt vil beskadige dem ved at foretage ukorrekte forbindelser i deres kredsløb, anbefaler jeg, at de eksperimenterer med store komponenter med høj wattage (1N4001 rectifying dioder, TO-220 eller TO-3-tilfælde strømtransistorer, osv.), og ved brug af tørcelle batterikilder snarere end en strømforsyning. Dette mindsker sandsynligheden for komponentskader.

Som sædvanlig, undgå meget høje og meget lave modstand værdier for at undgå målefejl forårsaget af meter "loading" (i den høje ende) og for at undgå transistor udbrænding (i den lave ende). Jeg anbefaler modstande mellem 1 kΩ og 100 kΩ.

En måde du kan spare tid på og reducere muligheden for fejl er at begynde med et meget simpelt kredsløb og trinvis tilføje komponenter for at øge dens kompleksitet efter hver analyse, i stedet for at opbygge et helt nyt kredsløb for hvert øvelsesproblem. En anden tidsbesparende teknik er at genbruge de samme komponenter i en række forskellige kredsløbskonfigurationer. På den måde må du ikke måle en komponents værdi mere end én gang.

Reveal svar Skjul svar

Lad elektronerne selv give dig svarene på dine egne "praksisproblemer"!

Bemærkninger:

Det har været min erfaring, at eleverne kræver meget praksis med kredsløbsanalyse at blive dygtige. Til dette formål giver instruktører normalt deres elever mange øvelsesproblemer til at arbejde igennem og giver svar til, at eleverne tjekker deres arbejde imod. Mens denne tilgang gør eleverne dygtige i kredsløbsteori, undlader det at uddanne dem fuldt ud.

Studerende behøver ikke bare matematisk praksis. De har også brug for rigtige, praktisk praktiske bygningskredsløb og brug af testudstyr. Så jeg foreslår følgende alternative tilgang: eleverne skal bygge deres egne "praksisproblemer" med virkelige komponenter og forsøge at matematisk forudsige forskellige spændings- og aktuelle værdier. På den måde kommer den matematiske teori "levende", og de studerende får praktisk færdighed, de ikke ville vinde ved blot at løse ligninger.

En anden grund til at følge denne fremgangsmåde er at lære eleverne videnskabelig metode : processen med at teste en hypotese (i dette tilfælde matematiske forudsigelser) ved at udføre et rigtigt eksperiment. Studerende vil også udvikle rigtige fejlfindingskompetencer, da de lejlighedsvis laver kredsløbsbyggeri fejl.

Tilbring et par øjeblikke med din klasse for at gennemgå nogle af de "regler" for bygningskredsløb, før de begynder. Diskuter disse spørgsmål med dine elever på samme socratiske måde, som du normalt vil diskutere arbejdsarkets spørgsmål, snarere end blot at fortælle dem, hvad de burde og ikke burde gøre. Jeg ophører aldrig med at blive overrasket over, hvor dårlige eleverne får fat i instruktioner, når de præsenteres i et typisk foredrag (instruktørmonolog) format!

En note til de instruktører, der kan klage over den "spildte" tid, der kræves for at få eleverne til at opbygge virkelige kredsløb i stedet for bare at matematisk analysere teoretiske kredsløb:

Hvad er formålet med eleverne, der tager dit kursus? Panelarkontrolpanelets standardpanel?

Spørgsmål 2

En kvalitativ model for transistoradfærd er den for en variabel modstand. Selvom det er groft ukorrekt i en kvantitativ (tal) mening, giver den i det mindste et middel til at vurdere dets adfærd i form af "mere ledende" eller "mindre ledende".


Anvend denne "model" af transistoradfærd til dette enkelttransistorforstærkerkredsløb, og beskriv hvad der sker med kollektorspændingen (V C ) og emitterspændingen (V E ), når indgangsspændingen (V in ) øges og falder:


Reveal svar Skjul svar

Når V i stiger, øges V E og V C falder. Når V falder, falder V E og V C øges.


Bemærkninger:

Hvis dette koncept er forvirrende for nogen af ​​dine elever, skal du trække et par tre-modstandspændingsdeler-kredsløb på tavlen for alle at se, og så skal eleverne analysere spændingsfaldene i to betingelser: når midtermodstanden er en lav værdi, og når den midterste modstand er en høj værdi.

Astute studerende vil genkende denne transistor kredsløbskonfiguration som en fase splitter .

Spørgsmål 3

Identificer typen af ​​transistorforstærkeren dette er (fælles-kollektor, common-emitter eller common-base), og identificere om det er inverterende eller ikke- inverterende .


Forklar også, hvordan man sporer spændingsforstærkningsligningen for denne forstærker:


A V = R C


R E + r ' e

Reveal svar Skjul svar

Dette er et fælles-emitter forstærker kredsløb, og det er inverterende. Her er et skematisk tip til at forklare, hvorfor spændingsforstærkningsformlen er som den er. Bemærk at transistoren er modelleret her som en modstand og en styret strømkilde:


Opfølgningsspørgsmål: Spændingsforstærkningsækningen for denne type transistorforstærker vises som regel i en enklere form som det, jeg gav i slutningen af ​​spørgsmålet. Skriv denne enklere form, og forklar hvorfor det er omtrent sandt.


Bemærkninger:

I diskussion med dine elever analyserer du svaret på dette enkelt-transistorforstærkerkredsløb for en række indgangsspændinger. Udfør med andre ord et tankeforsøg for at genkendes dem med opførelsen af ​​denne transistorforstærker konfiguration. Plot input og output spændinger om nødvendigt på en graf. Diskuter hvad begrebet "invertering" betyder i denne sammenhæng.

Spørgsmål 4

Identificer typen af ​​transistorforstærkeren dette er (fælles-kollektor, common-emitter eller common-base), og identificere om det er inverterende eller ikke- inverterende .


Forklar også, hvordan man sporer spændingsforstærkningsligningen for denne forstærker:


A V = R E


R E + r ' e

Reveal svar Skjul svar

Dette er et fælles-kollektorforstærker kredsløb, og det er noninverting. Her er et skematisk tip til at forklare, hvorfor spændingsforstærkningsformlen er som den er. Bemærk at transistoren er modelleret her som en modstand og en styret strømkilde:


Opfølgningsspørgsmål: Spændingsforstærkningsækningen for denne type transistorforstærker vises som regel i en enklere form som det, jeg gav i slutningen af ​​spørgsmålet. Skriv denne enklere form, og forklar hvorfor det er omtrent sandt.


Bemærkninger:

I diskussion med dine elever analyserer du svaret på dette enkelt-transistorforstærkerkredsløb for en række indgangsspændinger. Udfør med andre ord et tankeforsøg for at genkendes dem med opførelsen af ​​denne transistorforstærker konfiguration. Plot input og output spændinger om nødvendigt på en graf. Diskuter hvad udtrykket "noninverting" betyder i denne sammenhæng.

Spørgsmål 5

Identificer typen af ​​transistorforstærkeren dette er (fælles-kollektor, common-emitter eller common-base), og identificere om det er inverterende eller ikke- inverterende .


Forklar også, hvordan man sporer spændingsforstærkningsligningen for denne forstærker:


A V = R C


r ' e

Reveal svar Skjul svar

Dette er et fællesbaseret forstærker kredsløb, og det er ikke-inverterende. Her er et skematisk tip til at forklare, hvorfor spændingsforstærkningsformlen er som den er. Bemærk at transistoren er modelleret her som en modstand og en styret strømkilde:



Bemærkninger:

I diskussion med dine elever analyserer du svaret på dette enkelt-transistorforstærkerkredsløb for en række indgangsspændinger. Udfør med andre ord et tankeforsøg for at genkendes dem med opførelsen af ​​denne transistorforstærker konfiguration. Plot input og output spændinger om nødvendigt på en graf. Diskuter hvad udtrykket "noninverting" betyder i denne sammenhæng.

Spørgsmål 6

Vil du karakterisere denne transistorforstærker som omvendt eller noninverting, hvor basestationen af ​​transistor Q2 betragtes som input "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00884x01.png">

Reveal svar Skjul svar

Dette er en inverterende forstærker.


Bemærkninger:

Bed dine elever om at fjerne transistor Q1 (og dens kollektor modstand) fra kredsløbet og prøv at besvare spørgsmålet så. Det skal være let at afgøre, om kredsløbet er inverterende eller ikke-inverterende i den konfiguration. Derefter skal dine elever "indsætte" Q1 og dens kollektor modstand tilbage i kredsløbet og genanalysere. Ændrer tilstedeværelsen af ​​Q1 noget? Hvorfor eller hvorfor ikke?

Spørgsmål 7

Vil du karakterisere denne transistorforstærker som omvendt eller ikke- inverterende, idet basen af ​​transistor Q1 betragtes som input? Forklar dit svar.


Reveal svar Skjul svar

Dette er en noninverting forstærker.

Opfølgningsspørgsmål: Hvad sker der med transistor Q2's kollektor-emitter-ledningsevne, da transistor Q1 passerer mere strøm på grund af et stigende V-signal "noter skjult"> Noter:

Analyse af dette kredsløb understøttes ved at anvende transistorens "variable modstand" -model til den. Substitutive variable modstande for transistorerne Q1 og Q2, og så skal dine elever analysere det som et spændingsdeler kredsløb.

Opfølgningsspørgsmålet er vigtigt, fordi det indebærer transistor Q2 er ikke en statisk enhed med ændringer i Q1s basesignal. Det samme kan siges for Q1, når der sker ændringer i bunden af ​​Q2. Diskuter denne effekt med dine elever, og sørg for, at de forstår, hvorfor begge transistorers ledningsevne ændres med en ændring i kun en af ​​basisspændingerne.

Spørgsmål 8

Her drives et differentialpar kredsløb af en indgangsspænding ved bunden af ​​Q 2, mens udgangen tages ved samleren af ​​Q 2 . I mellemtiden er den anden indgang (Q 1 base) forbundet til jord:


Identificer, hvilke typer af forstærkerkredse de to transistorer fungerer som (common-collector, common-emitter, common-base), når differentialparret anvendes som dette, og skriv en ligning, der beskriver kredsløbets spændingsforstærkning. Her er en anden skematisk, der viser transistorerne modelleret som styrede strømkilder for at hjælpe dig med ligningen:


Reveal svar Skjul svar

Q 2 fungerer som en common-emitter forstærker, mens Q 1 slet ikke fungerer som en forstærker (forudsat at intet input eller output forbinder det). Gevinstligningen er som sådan:


A V (inverter) = R C


r ' e + (r' e || R E )

Opfølgningsspørgsmål nr. 1: Forklar hvorfor det er hensigtsmæssigt at forenkle gain-ligningen til dette:


A V (inverter) R C


2r ' e

Opfølgningsproblem nr. 2: Forklar hvorfor den forenklede forstærkningsligning undertiden er skrevet med et negativt tegn i det:


A V (inverter) ≈ - R C


2r ' e


Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at få eleverne til at analysere modstandene i differentialparret for at udvikle deres egen forstærkningsligning, baseret på deres forståelse for, hvordan enklere transistorforstærker kredsløb gevinster er afledt. I sidste ende bør dette spørgsmål føre til en anden, der beder eleverne udtrykke kredsløbets differentialspændingsforstærkning (en overlejring af forstærkningsligningerne for hver indgang betragtes separat).

Spørgsmål 9

Her drives et differentialpar kredsløb af en indgangsspænding i bunden af ​​Q 1, mens udgangen tages ved samleren af ​​Q 2 . I mellemtiden er den anden indgang (Q 2 base) forbundet til jorden:


Identificer, hvilke typer af forstærkerkredse de to transistorer fungerer som (common-collector, common-emitter, common-base), når differentialparret anvendes som dette, og skriv en ligning, der beskriver kredsløbets spændingsforstærkning. Her er en anden skematisk, der viser transistorerne modelleret som styrede strømkilder for at hjælpe dig med ligningen:


Reveal svar Skjul svar

Q 1 fungerer som en fælles-kollektorforstærker, mens Q 2 fungerer som en fællesbaseforstærker. Gevinstligningen er som sådan:


A V (noninvert) = . R C


r ' e + (r' e || R E )

  . r ' e || R E


r ' e

 

Opfølgningsspørgsmål: Forklar hvorfor det er hensigtsmæssigt at forenkle gain-ligningen til dette:


A V (noninvert) R C


2r ' e


Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at få eleverne til at analysere modstandene i differentialparret for at udvikle deres egen forstærkningsligning, baseret på deres forståelse for, hvordan enklere transistorforstærker kredsløb gevinster er afledt. I sidste ende bør dette spørgsmål føre til en anden, der beder eleverne udtrykke kredsløbets differentialspændingsforstærkning (en overlejring af forstærkningsligningerne for hver indgang betragtes separat).

Admittedly, den uimodsatte ligning vist i svaret er skræmmende, og eleverne kan undre sig over, hvor jeg fik det. Du kan hjælpe dem med at forstå, at den grundlæggende forstærkningsligning for en BJT-forstærker er baseret på antagelsen om, at I C ≈ I E, at en hvilken som helst strøm gennem emitterterminalen vil blive "gentaget" på kollektorterminalen for at strømme gennem kollektormodstanden. Spændingsforstærkning er således ikke mere end et forhold mellem modstandsdygtighed, idet emitterstrøm og kollektorstrøm antages at være det samme:


V ud (AC) = I C R C og V i (AC) = I E R E (total)


. . . så. . .


A V = V ud (AC)


V i (AC)

= I C R C


I E R E (total)

= I C R C


I C R E (total)

= R C


R E (total)

Således er udledning af en forstærkningsligning for en BJT-forstærker sædvanligvis så simpel som at finde ud af, hvilken modstand samlestrømmen går igennem og dividere det ved mængden af ​​modstand, som basis-til-emitterstrømmen skal gå igennem. I en forstærker med jordforbindelse er dette forhold simpelthen ((R C ) / (r ' e )).

Med dette kredsløb skal indgangssignalet imidlertid kæmpe vej gennem r'e af Q 1, før det alligevel kommer til Q 2 for at blive forstærket, hvorfor spændingsforstærkningen er så meget mere kompleks. Efter at have gået igennem den dynamiske emittermodstand i Q 1 splitter den mellem Q2's dynamiske emitterresistens og "hale" modstanden R E. Udtrykket r ' e + (r' e || R E ) er mængden af ​​modstand, som AC-indgangssignalet bevæger sig igennem, og fraktionen ((r ' e || R E ) / (r' e )) definerer opdelingen af nuværende (mest til emitteren af ​​Q 2, en lille mængde gennem R E ).

Spørgsmål 10

Skriv en omtrentlig ligning, der beskriver differentialspændingsforstærkning for et differentialpar-kredsløb som dette, hvad angår komponentværdierne:


Reveal svar Skjul svar


A V (diff) = R C


2r ' e

Opfølgningsspørgsmål: Hvilke komponentværdier skal ændres for at maksimere differentieret spændingsgevinst i et differentialpar kredsløb, og hvorfor "noter skjult"> Noter:

Formålet med dette spørgsmål er at få eleverne til at anvende Superposition sætningen til at kombinere to spændingsforstærkninger i en enkelt differentialspændingsforstærkningsligning.

Spørgsmål 11

Beskriv hvad der sker med hver udgangsspænding (V out1 og V out2 ), da indgangsspændingen (V in ) falder :


Reveal svar Skjul svar

V out1 vil falde (bliver mere negativ), mens V out2 vil stige (blive mere positiv).


Bemærkninger:

Med fire terminaler til forbindelse til omverdenen er dette kredsløb en differential-input, differential-output forstærker.

Spørgsmål 12

Antag, at dette differentialpar-kredsløb var perfekt afbalanceret. I denne tilstand, hvor meget spænding ville blive forventet mellem de to transistorers kollektorterminaler "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00887x01.png">

Hvad ville der ske med denne differentialspænding (V diff ), hvis transistor Q2 skulle stige i temperatur, mens transistor Q1 forblev ved samme temperatur? Forklar dit svar.

Reveal svar Skjul svar

I en afbalanceret tilstand, V diff = 0 volt. Hvis Q2 opvarmes og Q1 ikke gøres, udvikles der en differensspænding mellem de to kollektorterminaler, hvor Q1-samleren er den positive og Q2-samleren er den negative:


Opfølgningsspørgsmål: Hvad betyder dette fænomen med hensyn til stabiliteten af ​​differencetransistorkredsløb under forskellige driftsforhold "noter skjult"> Noter:

Grundlæggende er spørgsmålet i dette spørgsmål, hvad der sker med en transistor, når det opvarmes, men parametrene for strømforsyning (strøm og indgangssignal) ændres ikke. Bed dine elever om at forholde dette fænomen til adfærden af ​​andre PN-krydsningsenheder, såsom dioder.

Spørgsmål 13

Dette kredsløb er en del af en vejrovervågningsstation. Vindhastighed måles ved hjælp af spændingsudgangen fra en permanentmagnet-DC-generator, vendt af et sæt vinger. En pære lyser, når vindhastigheden overgår en tærskelværdi ("trip"), der er fastsat af potentiometeret:


Baseret på din forståelse af differentialpar-kredsløb er dette et højhastighedstog med vindskærme eller et lavhastighedstryk på vindskærmen "# 13"> Reveal svar Skjul svar

Lyspæren aktiveres, når vindhastigheden falder under tærskelværdien.


Bemærkninger:

Bed dine elever om at forklare deres begrundelse for at få deres svar. Hvad sker der i dette kredsløb, da generatorspændingen stiger, og som det falder? På hvilken måde justerer vi potentiometeret for at øge turen? Hvordan ved vi det her?

Lad dine elever vide, at dette kredsløb er et simpelt eksempel på, hvad der hedder en komparator : et kredsløb der sammenligner to spændinger mod hinanden og genererer en effekt svarende til hvilken spænding der er større.

Spørgsmål 14

Hvad er common-mode spænding, og hvordan skal en differentialforstærker (ideelt set) reagere på det?

Reveal svar Skjul svar

"Common-mode spænding" er den mængde spænding, der er fælles for begge indgange på en differentialforstærker. Ideelt set bør en differentialforstærker afvise denne common-mode spænding, kun forstærke forskellen mellem de to indgangsspændinger.

Opfølgningsspørgsmål: Hvad betyder udtrykket common-mode rejection ratio (CMRR) for en differentialforstærker?


Bemærkninger:

Bed dine elever om at give eksempler på common-mode spænding til en differentialforstærker. For eksempel udgør x mængde spænding på en indgangs- og y-spænding på den anden side z mængden af ​​common-mode spænding. . .

Spørgsmål 15

Hvis vi forbinder de to transistor baser sammen i et differentialpar kredsløb, kan det kun se common-mode indgangsspænding (ingen differential indgangsspænding):


En vigtig præstationsparameter for enhver differentialforstærker er dens common-mode spændingsforstærkning. Ideelt set bør en differential-inputforstærker ignorere enhver og alle common-mode spændinger, men i virkeligheden er der altid en vis forstærkning af common-mode spænding. Vi er nødt til at finde ud af, hvor meget der vil være i et differential-par kredsløb.

For at hjælpe os med at analysere dette kredsløb (med begge indgange bundet sammen, så det kun ser common-mode indgangsspænding), vil jeg trække det igen på en sådan måde, at det afspejler kredsløbets symmetriske karakter:


Forklar først, hvorfor denne gentrækning er berettiget, og skriv derefter ligningen, der beskriver den generelle mode spændingsforstærkning af dette kredsløb, hvad angår komponentværdierne.

Reveal svar Skjul svar

Hvis transistorerne er identiske og modtager det samme indgangssignal ved deres baseterminaler, vil de passere den samme mængde strøm fra samler til emitter. Det betyder, at "hale" modstandens nuværende (I R E ) er jævnt fordelt mellem de to transistorer. Med en jævn spalte af strøm vil den ene modstand virke på samme måde som to modstande med dobbelt så stor værdi, idet hver enkelt bærer kun strømmen af ​​en transistor.

Genoptaget som dette, skal det være klart at differentialparet virker som en oversvømmet common-emitterforstærker med den fælles-mode spændingsforstærkning, der beskrives ved følgende ligning:


A V (CM) = R C


r ' e + 2R E

Opfølgningsspørgsmål: Hvilke komponentværdier skal ændres for at minimere common-mode spændingsforstærkning i et differentialpar kredsløb, og hvorfor "noter skjult"> Noter:

Formålet med dette spørgsmål er at få eleverne til at genkende hvilke faktorer i et differentialpar kredsløb påvirker common-mode spændingsgevinst og derefter indse, at værdien af ​​hale modstanden har stor indflydelse på common-mode gain, samtidig med at ubetydelig indflydelse på differentieret gevinst.

Spørgsmål 16

En forbedring af modstandsbaseret differentialforstærker design er tilsætningen af ​​en konstant strømkilde, hvor de to transistorers emitterstrømme mesher sammen:


Hvad ser den konstante strømkilde "ud til" til resten af ​​forstærkeren, hvad angår tilsvarende modstand "# 16"> Reveal svar Skjul svar

En konstant strømkilde vil "ligne" en meget stor modstand mod resten af ​​kredsløbet. Dette giver forstærkeren et større common-mode-afvisningsforhold (CMRR). Normalt konstrueres den aktuelle kilde ved hjælp af et nuværende spejl kredsløb.


Bemærkninger:

Bed dine elever om at definere CMRR og forklare dens betydning i et differentialforstærkerkredsløb. Analyser virkningerne af common-mode indgangsspænding på et simpelt modstandsbaseret differentialforstærkerkredsløb, og sammenlign det derefter med kredsløbet med en konstant strømkilde. Hvordan arbejder den nuværende kilde for at forbedre CMRR (reducere common-mode gain)?

Også, skal dine elever tegne et aktuelt spejl til dette differentialforstærkerkredsløb og forklare, hvordan det virker.

Jeg forventer, at dine elever har set (eller kan undersøge) CMRR-tilnærmelsen til et differentialpar-kredsløb (CMRR ≈ ((R E ) / (r ' e ))), og herfra kan det udledes betydningen af ​​at anvende en strømkilde i kredsløbets hale i stedet for en passiv modstand.

Spørgsmål 17

Common-mode rejection ratio er forholdet mellem en differentialforstærkerens differentialspændingsforstærkning og dens common-mode spændingsforstærkning:


CMRR = A V (diff)


A V (CM)

Jo større denne parameter er, desto bedre vil differentialforstærkeren fungere som en virkelig differentialforstærker . Kombiner ligningerne for differentialspændingsforøgelse og for common-mode spændingsforstærkning for følgende differentialforstærkerkredsløb, i en enkelt ligning for CMRR:


Reveal svar Skjul svar


CMRR ≈ R E


r ' e

Opfølgningsspørgsmål: Hvilke komponentværdier skal ændres for at maksimere CMRR i et differentialpar kredsløb, og hvorfor "noter skjult"> Noter:

Du vil måske tilføje, at CMRR normalt udtrykkes i decibel, beregnet på samme måde som du ville beregne decibel for ethvert andet spændingsforhold.

Spørgsmål 18

Differentialforstærkere bruger ofte aktive belastninger : et strømspændingskredsløb for at etablere kollektorstrømme mellem de to transistorer, snarere end belastning modstande.


Hvad ser det nuværende spejl ud på differential-forstærkerkredsløbets fællesemitterside, når vi anvender Superposition-sætningen "# 18"> Reveal svar Skjul svar

Tilføjelse af et aktuelt spejl øger i høj grad den effektive modstand på kollektorterminalen på common-emitter-siden og øger således forstærkerens differentialspændingsforstærkning.


Bemærkninger:

Bed dine elever om at forklare, hvorfor differentialspændingsforøgelsen stiger. Et tip er den indre (Norton) modstand af en ideel strømkilde: uendelige ohm! Spørg dine elever om, hvordan denne tilsvarende modstand sammenligner med (endelige) værdier af modstanderne erstattet af det nuværende spejl, og hvilken indvirkning denne ændring har på spændingsgevinst.

Spørgsmål 19

Forudsig, hvordan driften af ​​dette differentialpar kredsløb vil blive påvirket som følge af de følgende fejl. Overvej hver fejl uafhængigt (dvs. en ad gangen, ingen flere fejl):


Modstand R 1 fejler åben:
Modstand R 2 fejler åben:
Modstand R 3 fejler åben:
Loddebro (kort) over modstand R 3 :

For hver af disse betingelser, forklar hvorfor de resulterende virkninger vil forekomme.

Reveal svar Skjul svar

Modstand R 1 fejler åben: Mere strøm bliver trukket fra V 1 ; hvis V 1 sags som følge heraf vil V ud falde.
Modstand R 2 fejler åben: V ud antager et spændingsniveau, der svarer til V 2 - 0, 7 volt.
Modstand R 3 fejler åben: V ud mætter til + V (positiv forsyningsskinne).
Loddebro (kort) over modstand R 3 : V udmætter inden for få tiendedele af volt fra -V (negativ forsyningsskinne).

Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at nærme sig domænet for kredsløbsfejlfinding ud fra et perspektiv om at vide, hvad fejlen er, snarere end kun at vide, hvad symptomerne er. Selvom dette ikke nødvendigvis er et realistisk perspektiv, hjælper det eleverne med at opbygge den grundlæggende viden, der er nødvendig for at diagnosticere et fejlet kredsløb fra empiriske data. Spørgsmål som dette skal følges (til sidst) af andre spørgsmål, der beder eleverne om at identificere sandsynlige fejl baseret på målinger.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →