  |
VERON A63
Friese Wouden
____________
VERON afdeling Friese Wouden
Afdelingsblad 'CQ Friese Wouden'
door PA3GZC/NL12040
DC instelling
Hebt U dat nou ook? Als je een transistor zijn geljkstroom instelling wilt geven, is Ic altijd te hoog of te laag en Vce is ook nooit wat je wilde. En dan kun je eindeloos blijven experimenteren met de collector en basisweerstanden. Je kunt ook van de betreffende transistor de karakteristieken opnemen (wat voor een keer een heel leerzame bezigheid is, maar dat was niet het doel van je bouwactiviteiten). Je kunt natuurlijk een universele schakeling volgens figuur 1 maken en daarin de weerstandswaarden meten.
Figuur 1.
Principeschakeling voor het bepalen van de DC-instelling en
het opnemen van transitorkarakteristieken (NPN, geaarde emittor)
Een andere mogelijkheid is de hfe en Vbe meten bij de gewenste instelling en dan de collector- en basisweerstanden berekenen, en dat doe je dan iedere keer bij elke andere transistot weer opnieuw. Teneinde nu van dit gereken af te zijn, heb ik wat grafieken gemaakt, waaruit voor de schema's volgens de figuren 2 en 3 de weerstanden zijn af te lezen.
Figuur 2.
Figuur 3.
De enige transistor parameter, die je moet kennen, en dus vooraf meten, is de hfe bij de gewenste Ic en Vce. (Zie figuur 4. Weerstanden R1 en R2 dienen uitsluitend ter beveiliging van transistor en meters tegen te grote stromen). Aan deze ene meting ontkom je neit. Aan de "datasheets" van de transistoren heb je, wat dit betreft, niets, want die geven slechts minimum en eventueel "tttttttypical" en max. hfe. En dat zijn juist de spreidingen van de parameters, die je de ellende bezorgen.
Figuur 4.
Meetschakeling voor hFE. hFE = IC /IB
Teneinde het aantal grafieken te beperken, ben ik uitgegaan van de volgende veronderstellingen, randvoorwaarden en definities:
Ve = k.Vcc met k = 0 resp. k = 0.16
1)
Vce = p(1-k)Vcc met p = 0.5 resp. p = 1
2)
Vbe = 0.65 V
3)
Vce = 12V
4)
Ic = 1-100 mA hfe = 10-600 I2 = n.Ib met n = 10 (zie fig. 2)
5)
Notities
1) Zonder tegenkoppeling geldt k = 0. Met tegenkoppeling is het gebruikelijk om 1/6e deel van de voedingsspanning over de emittorweerstand te laten vallen,<N>waarbij dus k = 0.16.
2) Bij een aperiodische versterker met collectorweerstand, is het<N>gebruikelijk om de helft van de beschikbare spanningszwaai over de collectorweerstand te laten vallen, dus p = 0.5. Ikheb daarbij geen rekening gehouden met de verzadigingsspanning Vce sat. Met een smoorspoel of afgestemde kring in de collectorleiding geldt p = 1 (en Rc = 0)
3) Het werd mij te ingewikkeld om met Vbe als variabele in de grafieken mee te nemen.
4) Om het aantal grafieken in dit verhaal te beperken, heb ik grafieken voor bijvoorbeeld 5V, 9V en 13.8V weggelaten, maar die kunt U nu zelf wel maken.
5) Door de spanningsdeler in figuur 2 loop dan 10 maal de basisstroom.
Toepassingsvoorbeeld (recept)
U wilt een transistor gebruiken in de schakeling volgens figuur 3, bij Vcc = 12V, met emittortegenkoppeling, bij Ic = 5 mA. Bij deze collectorstroom blijkt de hfe = 70 te zijn. U gebruikt grafiek 2, met p = 0.5, k = 0.16. Vanuit Ic = 5 mA verticaal tot U de lijn Rc voor k = 0.16 snijdt. Vandaaruit horizontaal naar de Rc-schaal levert Rc = 1kOhm Vanuit het snijpunt van de verticaal op Ic = 5 mA met de hulplijn (Re (hfe = ). (Het verschil met hfe = 70 is verwaarloosbaar, zie de afstand tussen de Re-lijnen voor hfe = 10 resp ) naar rechts levert op de Re-schaal ca 390 Ohm. Vanuit het snijpunt van de verticaal op Ic = 5 mA en de horizontale lijn door hfe = 70, diagonaal (evenwijdig aan de getekende diagonaal) naar links omlaag tot het snijpunt met de lijn Rb(p = 0.5, k = 0.16). Vandaar horizontaal naar de Rb-schaal levert Rb = 61.5 kOhm. Dus Rc = 1 kOhm, Re = 390 Ohm en Rb = 61.5 kOhm. Omdat Rb in dit geval geen standaardwaarde is neem je 68 kOhm. Dat is 10% teveel. Parallel aan die 68 kOhm zet je dan een 10 maal zo grote weerstand, dus 680 kOhm. De parallelschakeling is dan 61.8 kOhm.
grafiek 1
grafiek 2
Appendix
Samenvatting formules:
Re = hfb.k.Vcc/Ic met hfb = hfe/(1 + hfe) en hfe = Ic/Ib
Rc = Vcc(1-p)(1-k)/Ic voor figuur 2
Rc = Vcc(1-p)(1-k).hfb/Ic voor figuur 3
Rb2 = hfe(k.Vcc + Vbe)/n.Ic voor figuur 2
Rb1 = hfe [(1-k)Vcc-Vbe]/(n+1)Ic voor figuur 2
Rb = hfe[p(1-k)Vcc-Vbe]/Ic voor figuur 3
Opmerking Aangezien alle formules van de vorm R = a.b/c zijn, en dus geldt log R = log a=log b-log c, zullen zij op zogenaamd dubbel logarithmisch papier tot rechte lijnen leiden. Wilt u zelf een grafiek maken voor bijvoorbeeld een andere Vbe of Vcc, dan behoeft U slechts ‚‚n combinatie van Ic, Vcc, Vbe, hfe, p en k de weerstanden te berekenen. Het is verder een kwestie van naar links of rechts verschuiven van de schalen en hulplijnen om ze passend te maken.
73, Gerard - PA3GZC/NL12040