Wyznaczanie punktów pracy przyrządów półprzewodnikowych z wykorzystaniem techniki obliczeń ewolucyjnych - KOLEKTOR - EMITER - BAZA - BADANIE PUNKTU PRACY TRANZYSTORA - NPN - PNP - TRANZYSTOR BIPOLARNY - CHARAKTERYSTYKA
Mouser Electronics Poland   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Amper.pl sp. z o.o.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna ARTYKUŁY Elektronika Wyznaczanie punktów pracy przyrządów półprzewodnikowych z wykorzystaniem techniki obliczeń ewolucyjnych
drukuj stronę
poleć znajomemu

Wyznaczanie punktów pracy przyrządów półprzewodnikowych z wykorzystaniem techniki obliczeń ewolucyjnych

Do podstawowych przyrządów półprzewodnikowych zaliczamy diody prostownicze wykorzystujące złącza n-p, tranzystory bipolarne typu n-p-n lub p-n-p oraz zrealizowane w różnych technologiach tranzystory polowe. Wszystkie wymienione elementy elektroniczne mają jedną cechę wspólną, mianowicie ich charakterystyki prądowo-napięciowe są funkcjami silnie nieliniowymi. Elementy te są zarazem podstawowymi komponentami składowymi wszelkich obwodów i układów elektronicznych. W celu zaprojektowania i wykonania tego typu układów elektronicznych konieczne jest przeprowadzenie stosownych obliczeń i analiz.

Celem analizy stałoprądowej układów elektronicznych jest wyznaczenie punktów pracy wchodzących w ich skład elementów półprzewodnikowych, czyli ustalenie wartości prądów przepływających przez poszczególne wyprowadzenia rozważanych przyrządów półprzewodnikowych oraz wyznaczenie wartości panujących pomiędzy tymi wyprowadzeniami napięć. Ze względu na silną nieliniowość charakterystyk prądowo-napięciowych elementów półprzewodnikowych zagadnienia wyznaczania punktów pracy przyrządów półprzewodnikowych nie można rozwiązać w sposób dokładny za pomocą metod analitycznych, ponieważ w ogólnym przypadku nie są znane metody pozwalające na analityczne rozwiązanie nieliniowych układów równań algebraicznych z członami wykładniczymi.

W przeprowadzonych obliczeniach najczęściej wprowadza się różnego rodzaju uproszczenia, polegające zwykle na pominięciu mniej istotnych składników nieliniowych równań oraz na zastąpieniu rzeczywistych charakterystyk przyrządów półprzewodnikowych ich liniowymi aproksymacjami. Niestety, taki sposób postępowania w wielu wypadkach może prowadzić do powstania sporych błędów, co stawia sens przeprowadzanej w ten sposób analizy pod dużym znakiem zapytania.

W artykule została zaproponowana metoda pozwalająca na przeprowadzenie analizy stałoprądowej układów elektronicznych z dowolnie zadaną dokładnością. Rozważana metoda bazuje na technice obliczeniowej opartej na algorytmach ewolucyjnych i pozwala na znalezienie dokładnego rozwiązania metodą sukcesywnej aproksymacji, opartą na stosowaniu genetycznych operacji mutacji i selekcji. Sposób implementacji techniki obliczeń ewolucyjnych został zaprezentowany na przykładzie analizy wybranego układu elektronicznego składającego się z dwóch tranzystorów bipolarnych typu n-p-n.

Opis układu eksperymentalnego

Rys. 1. Schemat połączeń analizowanego obwodu elektronicznego

Rys. 1. Schemat połączeń analizowanego obwodu elektronicznego

Na rysunku 1 zamieszczono schemat układu elektronicznego zawierającego dwa tranzystory bipolarne i zasilanego jednym źródłem napięcia stałego E. Głównym celem analizy stałoprądowej przedstawionego układu jest wyznaczenie wartości prądów bazy obu tranzystorów: T1 i T2. Znając wartości prądów iB1 oraz iB2, łatwo można policzyć wartości innych prądów płynących przez pozostałe wyprowadzania tranzystorów T1 i T2. Są to odpowiednio prądy kolektorów (iC1 oraz iC2) i emiterów (iE1 oraz iE2) wymienionych tranzystorów.

Przedstawiony na rysunku 1 obwód elektroniczny można opisać układem równań wynikających z drugiego prawa Kirchhoffa:

Ponadto w przypadku równań (1) należy uwzględnić wykładniczą zależność prądu bazy tranzystora bipolarnego od wartości napięcia złącza baza-emiter, która w rozważanym przypadku dana jest  następującymi wzorami:

gdzie:
iS – wartość prądu nasycenia złącza baza-emiter, którego wartość przyjęto na potrzeby obliczeń jako równą 10-14 A,
UT – potencjał elektrotermiczny, którego wartość w temperaturze pokojowej wynosi 0,026 V.

follow us in feedly
Średnia ocena:
 
REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (0)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
$nbsp;
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl