JU Srednja elektro ekonomska škola Bijelo Polje
Završni rad Praktična nastava
Tema br.:
POJAČI POJAČI AČ SA ZAJ!"#IČ$I% ZAJ!"#IČ $I% !%ITO&O%
Mentor:
Učenik:
Maj, 2016
SADRŽAJ UVOD....................................... ........................................................... ........................................ ........................................ ........................................ .................... 3 1.
UVO UV OD I OSNO SNOVN VNII PO POJMOV MOVI........................................ ................................................................................. ......................................... 4 1.1. 1.1.
1.1.1. 1.1.1.
Po'je( Po'je(aa )re*a karakt karakter+ er+ e(ektri e(ektrino no-- i-na(a. i-na(a..... ......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .............. .................. ................. ........../ ../
1.1.2. 1.1.2.
Po'je( Po'je(aa e(ektro e(ektroni niki ki +reaja +reaja )re*a )re*a (oeno (oenoti ti njio3 njio3ee -rae i 4+nkij 4+nkije..... e.......... .......... ........... ........../ ..../
1.2.
2.
PODR PODRU UJA JA !VRS !VRS"# "#$$ #%#& #%#&"R "RON ONI& I&# #................................................................4
"RAN5IS"OR........................................ .................... ........................................ ....................................... .................................... ................. 4
1.2.1. 1.2.1.
Po'je( Po'je(aa trani tranito tora.. ra...... ......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .............. ................. ..............7 ......7
1.2.2. 1.2.2.
Po'je( Po'je(aa trani tranitor toraa o8ir o8iro* o* na ra)or ra)ore' e' )o(+)r )o(+)ro3o o3o'ni 'ni (oje3 (oje3a..... a.......... ............ ................ ..................7 .........7
1.2.9. 1.2.9.
Po'je( Po'je(aa trani tranitor toraa o8ir o8iro* o* na *ateri *aterija( ja( o' kojekoje-aa e ira'+j+. ira'+j+...... .......... .......... .......... .......... .......... ...........7 ......7
POJAA POJAAV VA SA 5AJ#D 5AJ#DNI NI&IM &IM #MI"O #MI"OROM ROM...........................................................7 2.1. 2.1.
"RAN "RAN5I 5IS" S"OR OR &A &AO O POJ POJA AIV IVA A......................................................................9
2.2. .2.
POJAIVA IVAI SN SNA#....................................... ........................................................... ............................................. ......................... 10
5A&%JUA& ........................................ ............................................................ ....................................... ...................................... ................... ......... 11
%I"#RA"URA:...............................................................................................12
1. UVOD Poja Pojača( ča(oo i(i i(i )oja )ojača3 ča3ač ač je e(ek e(ektr troni oničk čkii k(o k(o)) čija čija je ono3 ono3na na a'a; a'a;aa 'a )oja )ojača ča jakot e(ektrično- i-na(a. i-na(a. Iako e + 3ako'ne3no* i3ot+ )o' )oj*o* )ojača(a )reteno )o'ra+*ije3aj+
)ojača(a
koja
(+e
a
re)ro'+kij+
3+čno-
4rek3enijko-
)o'r+čja, 3ioko 3ioko4rek3 4rek3entna entna )ojača( )ojača(aa 'io 'io + 8roj 8rojni ni e(ek e(ektr tron onki ki +re +reaj ajaa koji koji + ono ono3a 3a )rijenoa tona, (ike i(i 'r+-i in4or*aija in4or*aija.. Ra3oj e(ektronike kak3+ 'ana )onaje*o onači(o je otkri;e e(ektronke ije3i 'io'e ije3i 'io'e i trio'e, -'je je trio'a trio'a 8i(a )r3i e(ektronički akti3ni e(e*ent koji je o*o-+;io )ojačanje e(ektrično- i-na(a. Ra3oj e(ektronike )o(je'ia je ne8rojeni otkri;a i ino3aija koje + )očetko* )e'eeti -o'ina << 3ijeka + e(ektroničke k(o)o3e +3e(e naj)rije -er*anije3 i i(iije3 8i)o(arni tranitor tranitor aa
ka kanije nije,,
4ok+ 4ok+iraj iraj+; +;ii
e
na
'a(j 'a(jnj njii
ra3 ra3oj oj
e(ek e(ektr tron onik ike, e,
na
)o'r+čje )o(+3o'iča )o'r+čje )o(+3o'iča i i inte-rirani kr+- te kr+- te +ni)o(arni tranitor.
3
1. UV UVOD OD I OSNO OSNOVNI VNI POJ POJMO MOVI VI #(ektronika je -rana na+ke, tenike i teno(o-ije koja e 8a3i i+ča3anje* i )ri*jeno* )oja3a )o3eani a kretanje* e(ektrona i e(ektrički na8ijeni četia kro )o(+)ro3o'nike, 3ak++* i )(ino3e, te ira'o* na)ra3a i +reaja koji tak3a kretanja korite a )raktine )ri*jene1. 1.1.
PODRUJA !VRS"#$ #% #%#&"RONI&#
1.1.1. Pre*a karakte karakter+ r+ e(ektrin e(ektrinoo- i-na(a i-na(a koji koji e o8ra'+je o8ra'+je,, 'ije(i 'ije(i e na: na: •
Ana(o-na e(ektronika = e(ektronika = ino i-na(a *oe i*ati 8i(o koj+ 3rije'not i*e+ '3ije krajnje !ana(o-ni i-na(i$
•
Di-ita(na Di-ita(na e(ektronika e(ektronika = ino i-na(a i*a je'n+ o' '3ije *e+o8no 'o3o(jno ra(ičite 3rije'noti !'i-ita(ni i-na(i$
1.1.2. #(ektroniki #(ektroniki +reaji +reaji e )re*a )re*a (oenoti (oenoti njio3e njio3e -rae -rae i e(ektroničke e(ektroničke 4+nkije 4+nkije koj+ o8a3(jaj+ 'ije(e na:
1
•
e(ektroničke e(e*ente
•
e(ektroničke k(o)o3e
•
e(ektroničke ite*e
Dr Mio'ra- Po)o3i;, Ono3i e(ektronike, #(ektrotenički 4ak+(tet >eo-ra', 2006.
4
1.2.
"RAN5IS"OR
"rani anit tor or je troe troe(e (ekt ktro ro'n 'naa ko ko*) *)on onen enta ta koja koja i*a i*a 'a(e 'a(eko ko ?ir+ ?ir+ )ri* )ri*je jen+ n+ o' '3oe(ek '3oe (ektr tro'ni o'ni ko*)one ko*)onenat nata, a, o' )ri*je )ri*jene ne a )ojača3 )ojača3anj anjee i-na( i-na(aa 'o oni oni + 'i-ita 'i-ita(ni (ni* * (o-ički* i *e*orijki* k(o)o3i*a. Prini) nje-o3o- ra'a te*e(ji e na 'o3oenj+ na)ona i*e+ '3ije e(ektro'e koji* e +)ra3(ja )rotoko* tr+je kro tre;+ e(ektro'+. 5ato e troe(ektro'na ko*)onenta *oe )ri*jeniti a ot3arenje +)ra3(jano- i3ora, ?to i jet te*e(j a )rojekto3anje )ojača(a. U krajnje*, +)ra3(jački* i-na(o* *o-+ e )roi3eti )ro*jene tr+je o' n+(e 'o naj3e;i 3rije'noti, te e tak3a ko*)onenta *oe )ri*ijeniti kao k(o)ka. Sk(o)ka Sk(o)ka je te*e(jna te*e(jna ko*)onenta ko*)onenta (o-ičko(o-ičko- in3ertora, in3ertora, a in3ertor in3ertor te*e(jna te*e(jna ko*)onenta ko*)onenta 'i-ita(ni k(o)o3a.
1.2.1. 1.2. 1. "r "ran anit itori ori e 'ije 'ije(e (e na: na: •
8i)o(arne i
•
+ni)o(arne
5
>i)o(arni tranitor e atoji o' '3a PN@)re(aa iraena na )oe8an način i *e+o8no )ojena + erij+. Str+ja + tranitor+ re+(tat je kretanja i e(ektrona i ?+)(jina, i ato je na3an 8i)o(arni. >i)o(arni tranitor atoji tranitor atoji e o' tri )o(+)r)3o'na (oja na koja + )rik(j+čene *eta(ne e(ektro'e. S(oje3i i e(ektro'e nai3aj+ e baza (B), emitor (E) i kolektor (C).
1.2.2. S o8iro* o8iro* na ra)ore' ra)ore' )o(+)r )o(+)ro3o'ni o3o'ni (oje3a (oje3a tranit tranitori ori *o-+ *o-+ 8iti •
NPN ti)a
•
PNP ti)a
1.2.9. S o8iro* o8iro* na *ateri *aterija( ja( o' koje-a e ira'+j+ ira'+j+ *o-+ 8iti 8iti i(iijki -er*anijki • •
"ranitori )re'ta3(jaj+ ono3ne ko*)onente 3i, (j+'ko* r+ko* na)ra3(jeni, e(ektronki ko(a koja e na(ae oko na.
6
Nakon i+*a tranitora četr'eeti -o'ina 20. 3ijeka, ko*)j+teri + )oče(i 'a +*jeto + *jeto a+i*anja čita3o- )rata -ra'e, na(ae 3oje *jeto na )rotori*a 'i*enija tranie je'ne knji-e, a 'a )ri to*e *o-+ 'a i3o'e totine *i(iona rač+nki o)eraija + ek+n'i2. "ranitori e + e(ektronki* +reaji*a korite kao )ojači3ači tr+je i(i kao )reki'ači. Oni to )o )oti ti+ + kori?t kori?tenj enje* e* *anje *anje tr+je tr+je koja kon kontro tro(i (i?e ?e tok 3e;e tr+je tr+je,, (ično (ično kontro(ianje* )rotoka 3o'e )o*o;+ 3enti(a.
Slika 1. Razni 1. Razni bipolarni bipolarni tranzistori
J+ntion tranitori )re'ta3(jaj+ t3. )n) i(i n)n en'3iče, )ri če*+ ) )re'ta3(ja onak+ a neki )o(+)ro3o'nički *aterija( )@ti)a !n)r. e(e*ent /. -r+)e )erio'no- ite*a 'o)iran a e(e*ento* tre;e -r+)e tako 'a + *aterija(+ )otoje (o8o'ni e(ektroni$, 'ok n onača3a )o(+)ro3o'nički *aterija( n@ti)a !n)r. e(e*ent /. -r+)e )erio'no- ite*a 'o)iran a e(e*ento* )ete -r+)e tako 'a + *aterija(+ )otoje (o8o'ne ?+)(jine$.
2
Dr Mio'ra- Po)o3i;, Ono3i e(ektronike, #(ektrotenički 4ak+(tet >eo-ra', 2006.
7
S)o(ja?nji (oje3i en'3iča e nai3aj+ e*itoro* i ko(ektoro*, 'ok e +en'3ičeni (oj nai3a 8ao*. S(anje* tr+je na 8a+ !ne )reko e*itora, 3e; a )oe8no- +(aa$ *oe e kontro(iati jačina tr+je koja )rotiče o' e*itora ka ko(ektor+. 5a 4+nkionianje tranitora kao )ojači3ača tr+je, neo)o'no je 'a na)on 8ae 8+'e 3e;i o' na)ona e*itora, a 'a na)on ko(ektora 8+'e 3e;i o' na)ona 8ae. #*itor je )rik(j+čen na 8aterij+ koja je i3or tr+je, a o3i e(ektroni !i(i ?+)(jine + (+čaj+ )n) )oja$ e +8ra3aj+ ka )oiti3no nae(ektrianoj 8ai + kojoj 'o*iniraj+ 'o *iniraj+ ?+)(jine. Ma(e )ro*jene na)ona 8ae 'o3o'e i 'o )ro*jena + jačini tr+je koja teče kro tranitor. O3aj )roe e koriti i a t3aranje 8inarno- ko'a + 'i-ita(ni* )roeori*a, )ri če*+ na 8ai )otoji na)onki )ra- o' oko 7 Vo(ti koji je neo)o'no )ro8iti 'a 8i tr+ja na?(a 3oj )+t o' e*itora ka ko(ektor+. "ako e tranitori četo korite i kao )reki'ači: +ko(iko je na)on *anji o' 7 Vo(ti = off !0$, !0$, a ka'a je na)on 3e;i o' 7 Vo(ti = on !1$.
2. POJA POJAA AVA SA 5AJ#DNI&IM 5AJ#DNI&IM #MI"OROM #MI"OROM
5a 8o(je ra+*ije3anje ra'a tranitora, 3eo*a 3ane + nje-o3e tatičke karakteritike. 8
One )re'ta3(jaj+ -ra4ičke )rikae o'noa +(ani i(i i(ani tr+ja, i +(ani i(i i(ani na)ona. Prije )re(aka na a*+ ana(i+, )otre8no je je'n+ o' e(ektro'a !)rik(j+čaka$ +eti a aje'ničk+. Neka to 8+'e, + o3o* (+čaj+, e*itor. "a'a "a'a e kae 'a je tranitor + )oj+ a aje'nički* e*itoro*. S)oj a aje'nički* e*itoro* je a )rak+ najintereantniji (+čaj. Oi* to-a, )otoje i )oj a aje'ničko* 8ao* 8ao * i )oj a aje'nički* ko(ektoro*. "i)ični i-(e'i 4a*i(ija: +(ani, )renoni i i(ani karakteritika, a tranitor + )oj+ a aje'nički* e*itoro*, 'ati + na (ii 2:
Slika 2 Statičke karakteristike karakteristike tranzistora: a) Ulazna; Ulazna; b) renosna; !) "zlazna.
9
Sa 4a*i(ije +(ani karakteritika, 3i'i e 'a e, )o3e;anje* )o3e;anje * na)ona ko(ektor@e*itor, )o*o;+ ko-a e 3r?i in3erna )o(ariaija )oja 8aa@ko(ektor, tr+ja 8ae *anj+je, jer e, e, )o3e;anje* na)ona in3erne )o(ariaije, )o3e;a3a ?irina o8(ati )rotorno- to3ara, ?to i*a a )o(je'i+ *anjenje e4ekti3ne ?irine 8ae, o'ak(e o 'ak(e (ije'i i *anjenje tr+je reko*8inaije + 8ai, i )o3e;anje tr+je in3erno )o(ariano- )@n )oja, te e, na taj način, *anj+je i re+(tantna tr+ja 8ae9. Po3e;anje* na)ona ko(ektor @ e*itor, )o3e;a3a e tr+ja ko(ektora I , 8o- to-a ?to e, + +oj 8ai, reko*8in+je reko *8in+je *anji 8roj e(ektrona 'o)je(i i e*itora. Na i(ani* karakteritika*a, onačena + '3a rei*a ra'a tranitora ai;eni i akti3ni. Pri akti3no* rei*+ ko(ektorke tr+je + )raktično nea3ine o' na)ona ko(ektor@ e*itor. 5a3inot i)ak )otoji, i o-(e'a e + 8(a-o* 8(a-o * na-i8+ karakteritika. S 'r+-e trane, rei* ai;enja nat+)a )ri 'irektnoj )o(ariaiji o8a )@n )oja !a*a -rania je ka'a + na)oni n a)oni ko(ektor@e*itor i e*itor@8aa je'naki, jer je, + to* (+čaj+, na)on ko(ektor@8aa, koji je ra(ika o3a '3a na)ona, je'nak n+(i$. Sa tatički karakteritika je oči-(e'no, 'a je, + akti3no* rei*+, ko(ektorka tr+ja a3ina a*o o' +(ano- na)ona 8aa@e*itor, o'nono o' +(ane tr+je 8ae, ?to nije n ije (+čaj ka'a je tranitor + ai;enj+/.
3
Do.Dr.S. Vito*ir Vito*ir &o*en, 'i)(. In-. #(., Ono3e e(ektronike
10
2.1.
"RAN5IS"OR &A &AO PO POJAIVA
Do a'a *o ra*atra(i a*o tranitor )rik(j+čen na je'no*jerne na)one i koriti(i *o nje-o3e tatičke karakteritike !(.2$. Po*atraj*o a'a 3e+ tranitora, takoe a aje'nički* e*itoro*, + čije* e i(ano* ko(+ na(ai ot)ornik R ) i )o(jnji na)on U, a na +(a je 'o3e'en na)on U+(, koji, )ore' je'no*jerno- na)ona na)ajanja U0, a'ri i )ro*jen(ji3i na)on i-na(a + B U*inωt !(.9$
Slika #. $ema tranzistora sa za%e&ničkim emitorom emitorom
&a'a e na +(a tranitora 'o3e'e i )ro*jen(ji3i +(ani na)on +, ta'a ;e e taj na)on +)e +)er) r)on onir irat atii a )o )ot toj oje; e;i* i* je'n je'no o*j *jer erni ni* * na)o na)ono no* * U0, )a je +(ani na)on: ++( !t$ B U0 C U * in t Dak(e, re+(tantni +(ani na)on ;e e *ijenjati + rit*+ )ro*jene na)ona i-na(a, ?to i*a a )o(je'i+ )ro*jene tr+je 8ae o' 3rije'noti I>1 'o 3rije'noti I>2. 4
Do.Dr.S. Vito*ir Vito*ir &o*en, 'i)(. In-. #(., Ono3e e(ektronike
11
5a ra' tranitora a nai*jenični* na)oni*a, atije3a e 'a ra'na tačka 8+'e ?to 8(ia re'ini ra'ne )ra3e jer e, na taj način, o*o-+;a3a naj3e;a )ro*jena i(ano- na)ona, ia3ana )ro*jena*a +(ano- na)ona. 5ak(j+či*o 'a je'no*jerni na)oni i tr+je ik(j+či3o (+e a 'o3oenje tranitora + akti3ni rei*. U(ani i-na(i ne *ij+ i*ati )roi3o(jne a*)(it+'e, kako ra'na tačka ne 8i ia?(a i o8(ati o8(ati akti3no- ra'a, jer, + to* (+čaj+, tranito tranitorr ne 8i ra'io kao )ojača3ač, )ojača3ač, 3e; 8i +(aio + rei*e akočenja i ai;enja, či*e 8i e 3r?i(o io8(ičenje i(ano- na)ona7. Sa (ike /, jana je )otre8a 'a ra'na tačka 8+'e na re'ini ra'ne )ra3e. Na taj način, o*o-+;a3aj+ e je'nake *aki*a(ne )ro*jene a*)(it+'a i(anona)ona + je'no* i + 'r+-o* *jer+.
Slika ' naliza ra&a tranzistora pomo* statički+ karakteristika
5
Do.Dr.S. Vito*ir Vito*ir &o*en, 'i)(. In-. #(., Ono3e e(ektronike
12
2.2.
POJAIVAI SNA#
Pojača3ači Pojača3ači na-e e 3eo*a četo nai3aj+ i i(ani )ojača3ački te)eni, te)eni, jer e o' nji atije3a 'a 'aj+ ?to 3e;+ na-+ )otro?ač+. Ranije ra*atrani )ojača3ač a aje'nički* e*itoro* *oe e +)otrije8iti a o3+ 3r+. U to* (+čaj+, + i(j+ )o3e;anja te)ena ikori?;enja, tre8a o*o-+;iti 'a e ra'na tačka kre;e na ra'noj )ra3oj '+ čita3o- akti3no- rei*a na i(anoj karakteritii. Ito3re*eno, ra'na )ra3a tre8a 8iti )ota3(jena tako 'a njena '+ina i*e+ oa 8+'e naj3e;a. Na o3aj način, 'o8ija e *aki*a(na i(ana na-a. "re8a a)aiti 'a ;e kretanje ra'ne tačke '+ čita3o- akti3no- rei*a i*ati a )o(je'i+ njen )ro(aak i kro ne(inearne 'je(o3e karakteritike, ?to ;e +roko3ati io8(ičenja )ojačano- i-na(a.
13
5A&%JUA& Pojača3ač a aje'nički* e*itoro* o8r;e 4a+ na)ona. Mo'+o na)onko- i tr+jno- )ojačanja o3o- )ojača3ača 3e;i je o' 1 i ato je i )ojačanje na-e 3e(iko. I*a re(ati3no *a(+ +(an+ i 3e(ik+ i(an+ ot)ornot. U(ana U(ana i i(an i(anaa ot)orn ot)ornot ot o3o- te)ena te)ena *a(o *a(o a3ie a3ie o' )rik(j )rik(j+če +čeni ni 3rije' 3rije'no noti ti )otro?ača i -eneratora. Na)onko )ojačanje )ojača3ača a aje'nički* e*itoro* je 3e(iko. U(ana ot)ornot je re'a kE. I(ana ot)ornot je je'naka 3re'noti ot)ornoti koja je )rik(j+čena na ko(ektor. Ra3oj )ojača(a činio je ai-+rno 3aan 'io ra3oja i )o)+(ariaije e(ektronike kao -rane e(ektr e(ektrote oteni nike, ke, -'je -'je + na te*e(j te*e(j++ )r3i )r3i je'no je'nota3 ta3nij niji i k(o)o3 k(o)o3aa t3ore t3oreni ni 3e (oen (oeniji iji,, a3re*eniji, *anji, je4tiniji i e4ikaniji e(ektronički k(o)o3i na 3i* )o'r+čji*a e(ektronike 'a 8i e(ektronika 8i(a 'ana o3ak3a kak3+ je )onaje*o.
14
%I"#RA"URA:
Po)o3i;.M., Ono3i e(ektronike, #(ektrotenički 4ak+(tet >eo-ra', 2006. &o*en V., Ono3e e(ektronike "o*i; "o*i; >., #(ektrične inta(aije a re'nje e(ektroteničke ?ko(e
15
