TRIPORTI DE COMUTARE TR

TRIPORTI DE COMUTARE TR

I. OBIECTIVE

a)      Deducerea valorilor tensiunii de comanda a TMOS cu canal n indus pentru ca acesta sa lucreze in comutare.

b)      Intelegerea dependentei dintre triportul cu iesire pe T si formele celor doua familii de caracteristici statice de transfer in tensiune.

c)      Stabilirea functiilor pe care le poate realiza un triport TR cu iesire pe T in raport cu formele particulare de variatie in timp a celor 2 tensiuni aplicate la intrare.

II. COMPONENTE SI APARATURA

Montajul experimental este echipat cu un transistor MOS cu canal n indus, 5 rezistente si un condensator. Pentru a putea aplica atat tensiuni continue cat si variabile avem nevoie de o sursa dubla de tensiune continua stabilizata si de un generator de semnale. Pentru a vizualiza si masura tensiuni continue si variabile si curenti continui avem nevoie de un osciloscop cu 2 canale; un voltmetru de c.c. si un ampermetru de c.c.

III. SUPORT TEORETIC

Experimentele din aceasta lucrare se bazeaza in principal pe sectiunile "TEC ca dispozitiv de comutare si "Triporti serie TR" din cursul de 'Dispozitive si circuite electronice'. Se poate consulta si:

Miron, C., Bazele circuitelor electronice, Note de curs, fascicula 4, Lito UT Cluj-Napoca, 1994, p.1-10.

IV. EXERCITII PREGATITOARE

P1. TMOS - intrerupator comandat

Ce relatii exista intre i_D si v_GS la TMOS?

Reprezentati grafic dependenta i_D(v_GS) pentru un TMOS cu canal n indus, cu tensiunea de prag V_P=3V, pentru v_GSI[0, 10] [V].

Ce tensiuni v_GS trebuie aplicate TMOS pentru ca acesta sa lucreze ca un intrerupator comandat?

P2. Triportul TR - caracteristici statice de transfer in tensiune

P2.1. CSTV v_O(v_Co), v_Al - parametru

Cum arata familia de CSTV: v_o(v_Co) cu v_Al - parametru pentru circuitul din Fig. 7.2?

P2.2. CSTV v_O(v_Al), v_Co - parametru

Cum arata familia de CSTV v_o(v_Al) cu v_Co parametru pentru circuitul din Fig. 7.2?

Care curba corespunde starii de blocare a TMOS?

P3 Functii ale triportului TR

P3.1. Comparator de tensiune?

Cum se defineste un comparator de tensiune?

Daca v_Al(t)=10V, care ar putea fi variatia in timp a tensiunii v_Co(t) pentru ca circuitul din Fig. 7.3 sa devina comparator de tensiune?

Cum arata v_o(t) pentru v_Al(t) si v_Co(t) propuse mai sus ?

P3.2. Comutator digital?

Ce se intelege printr-un comutator digital?

Daca v_Co(t) este semnal dreptunghiular variind intre 0V si 10V, ce valoare poate avea v_Al(t) astfel incat circuitul din Fig. 7.3 sa indeplineasca functia de comutator digital?

Cum verificati acest lucru?

P3.3. Comutator analogic?

Un comutator analogic este un circuit electronic care

Care ar putea fi variatiile in timp ale tensiunilor v_Al si v_Co astfel incat circuitul din Fig. 7.4 sa indeplineasca functia de comutator analogic?

Cum arata v_o(t) pentru v_Al(t) si v_Co(t) de mai sus?

V. EXPERIMENTARE

E1. TMOS - intrerupator comandat

[G1] Se ridica prin metoda punct cu punct caracteristica de transfer i_D(v_GS) pentru TMOS.

Se construieste circuitul din Fig. 7.1.

V₁ si V_DD sunt tensiuni continue obtinute de la cele doua surse de tensiune din sursa dubla stabilizata; V_DD se fixeaza la 10V.

Cu voltmetrul de c.c se masoara valorile tensiunii v_GS aplicate tranzistorului si cu miliampermetrul de c.c. se masoara valorile corespunzatoare ale curentului de drena I_D, rezultat.

Se masoara I_D pentru urmatoare valori ale v_GS: 0V, 1V, 2V, 2.5V, 3V, 3.5V, 4V, 6V, 8V si 10V.

E2. Triportul TR - caracteristici statice de transfer in tensiune

Avand doua tensiuni de intrare v_Al si v_Co (Fig. 7.2) vom determina doua familii de CSTV: v_o(v_Co) cu v_Al parametru, respectiv v_o (v_Al) cu v_Co parametru .

E2.1. CSTV v_O(v_Co), v_Al - parametru

v_Co - tensiune sinusoidala cu valoarea efectiva 7V si frecventa 1KHz obtinuta de la versatester

v_Al=10V de la sursa de tensiune continua.

Cu osciloscopul calibrat in modul de lucru Y-X se vizualizeaza CSTV a circuitului (v_Co se aplica intrarii X, iar v_o intrarii Y a osciloscopului.

Se vizualizeaza CSTV si pentru v_Al=0V

E2.2. CSTV v_O(v_Al), v_Co - parametru

v_Al=10sin2p1000t [V], [Hz] de la generatorul de semnale.

Cu osciloscopul calibrat in modul de lucru Y-X se vizualizeaza CSTV (v_Al la intrarea X, v_o la intrarea Y a osciloscopului) pentru v_Co=0V si v_Co=10V c.c.

E3. Functii ale triportului TR

Triportul TR cu iesire pe T se lauda ca poate indeplini mai multe functii daca-l stim pune in valoare. Sa incercam!

E3.1. Comparator de tensiune?

Construim circuitul din Fig. 7.3.

v_Al=10V de la sursa de tensiune continua stabilizata

v_Co=v_I tensiune sinusoidala cu amplitudine de 6V si frecventa de 1KHz.

Cu osciloscopul cu doua canale se vizualizeaza simultan v_I(t) si v_o(t) .

Se vizualizeaza v_I si v_o si pentru R_L=10KW

E.3.2. Comutator digital?

Folosim circuitul din fig. 7.3.

v_Al=10V de la sursa de tensiune continua stabilizata.

v_Co semnal TTL cu frecventa de 1KHz obtinut de la versatester.

Se vizualizeaza cu osciloscopul cu 2 canale tensiunile v_Co(t) si v_o(t).

Se repeta vizualizarea pentru v_Al=5V c.c.

E3.3. Comutator analogic?

Pentru a pune mai bine in evidenta functia de comutator analogic dorim ca tensiunea de intrare sa fie o tensiune variabila in timp si sa ia numai valori pozitive. Vom obtine aceasta tensiune cu ajutorul elementelor v_S, C, R1, R2 si sursa de +10Vcc (Fig. 7.4.).

Construiti circuitul din Fig. 7.4.

v_Al(t)=v_I(t)=5+4sinwt[V] cu frecventa de 4KHz se obtine prin insumarea tensiunii v_s(t)=5sinwt[V] de la generatorul de semnal sinusoidal, cu tensiunea de 5V obtinuta prin divizorul rezistiv R₁, R₂ legat intre 10V c.c. si masa. Ce rol are C?

v_Co semnal TTL cu frecventa de 1KHz.

Se vizualizeaza v_Co(t) si v_Al(t), apoi v_Co(t) si v_o(t) cu osciloscopul cu 2 canale.

Se repeta vizualizarile si pentru R_L =10KW

Nota: Osciloscopul se va sincroniza cu semnalul dreptunghiular v_Co(t).

VI. REZULTATE

R1. TMOS - intrerupator comandat

Tabel cu v_GS, I_D pentru toate valorile v_GS indicate la sectiunea E1.

Grafic I_D(v_GS)

Care este valoarea tensiunii de prag V_P a TMOS?

Pentru ce valori ale v_GS, TMOS este in blocare, respectiv conductie ?

R2. Triportul TR - caracteristici statice de transfer in tensiune.

R2.1. CSTV v_O(v_Co), v_Al - parametru

Desenati CSTV v_o(v_Co) pentru v_Al=10V si v_Al=0V pe acelasi grafic.

Care dintre tensiunile v_Co, v_Al comanda starea tranzistorului?

Care portiune a curbelor corespunde starii de blocare, respectiv de conductie a trazistorului?

R2.2. CSTV v_O(v_Al), v_Co - parametru

Desenati CSTV v_o(v_Al) pentru v_Co=5V si v_Co=10V pe acelasi grafic.

Care curba corespunde starii de conductie, respectiv de blocare a TMOS?

De la care din tensiunile v_Co, v_Al provine tensiunea de iesire?

R3 Functii ale triportului TR

R3.1. Comparator de tensiune?

Cronograme v_I(t), v_o(t) pentru R_L=1MW si pentru R_L=1KW

La ce valoare a tensiunii v_I(t) se schimba valoarea tensiunii v_o(t)? Cum explicati?

Circuitul indeplineste functia de comparator de tensiune inversor sau neinversor? Cum explicati?

In ce fel influenteaza valoarea R_L comportarea circuitului?

Se poate modifica tensiunea de prag a comparatorului? Daca da, cum?

R3.2. Comutator digital?

Cronograme v_Co(t) si v_o(t) pentru v_Al=10V si v_Al=5V.

v_o(t) este semnal digital pentru ambele valori ale v_Al?

Se indeplineste functia de comutator digital? Cum explicati?

Care sunt intervalele de timp pentru care tranzistorul MOS este in conductie, respectiv in blocare?

De la care dintre cele doua surse aplicate circuitului se consuma putere in sarcina? Ce avantaje pot fi considerate din punct de vedere al transmiterii semnalului digital?

R3.3. Comutator analogic?

Cronograme v_Co(t), v_Al(t), v_o(t) pentru R_L= 1MW si pentru R_L=10KW

Este indeplinita functia de comutator analogic?

Care dintre sursele v_Co , v_Al = v_I furnizeaza putere in sarcina?

Care sunt intervalele de conductie, respectiv de blocare a TMOS?

Pentru care din cele doua valori ale R_L este indeplinita mai bine functia de comutator analogic? Din ce punct de vedere?

Cum explicati faptul ca exact a[G2] celasi circuit poate indeplini mai multe functii? Cine stabileste functia circuitului?

Speram ca posibilitatea triportului TR de a indeplini trei functii nu v-a zapacit catusi de putin, ci dim[G3] potriva, a aruncat o noua lumina asupra circuitului.