01_Dispozitive electronice I (1).doc

8/17/2019 01_Dispozitive electronice I (1).doc

1/57

Învăţământul profesional şi tehnic În domeniul TIC

Proiect cofinanţat din Fondul Social European în cadrul PS !"# $%%&'$%()

*eneficiar'Centrul +aţional de !e,voltare a Învăţământului Profesional şi Tehnic

Str-Spiru .aret nr-(%'($/ sector (/ *ucureşti'%(%(&0/ tel %$(')((((0$/ fa1- %$(' )($2345/ vet6tvet-ro

Dispozitive electronice

Material de predare – partea I

!omeniul7 Electronică şi 8utomati,ări

Calificarea7 Electronist reţele de Telecomunicaţii

+ivel $

$%%4

mailto:[email protected]:[email protected]


2/57

AUTOR7

AURELIA PITIC 9 profesor :rad didactic I ;rup asilescu ?arpen@'*acău

CONSULTAN!":

IOANA C#RSTEA 9 e1pert C+!IPT

OICA $L"DU! 9 e1pert C+!IPT

AN%ELA POPESCU 9 e1pert C+!IPT

DANA STROIE 9 e1pert C+!IPT

8cest material a fost elaAorate în cadrul proiectului Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul TIC/

proiect cofinanţat din Fondul Social European în cadrul PS !"# $%%&'$%()

2


3/57

C&prins

II-!ocumente necesare pentru activitatea de predare-----------------------0

III-"esurse------------------------------------------------------------------------------------------&

Te'a () Tranzistoare *ipolare)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))+

Fişa suport (-(- Structura şi simAolul tran,istorului Aipolar--------------------------------------------&

Fişa suport (-$- Funcţionarea tran,istorului Aipolar-------------------------------------------------------((

Fişa suport (-)- Parametrii tran,istoarelor Aipolare-------------------------------------------------------(3

Fişa suport (-3- Bodurile de cone1iune ale tran,istoarelor Aipolare-----------------------------(&

Fişa suport (-2- "e:imurile de funcţionare ale tran,istoarelor Aipolare------------------------$%

Fişa suport (-0- Circuite de polari,are ale tran,istorului-----------------------------------------------$$

Fişa suport (-&- Caracteristicile statice ale tran,istoarelor Aipolare-----------------------------$&

Fişa suport (-5- Caracteristicile statice ale tran,istorului în cone1iune emitor comun--$4

Fişa suport (-4- Caracteristicile statice ale tran,istorului în cone1iune Aa,ă comună- ))

Fişa suport (-(%- Punctul static de funcţionare al tran,istorului Aipolar------------------------)&

Fişa suport (- ((- !reapta de sarcin static----------------------------------------------------------------3%

Fisa suport (-($ Testarea tran,istoarelor Aipolare cu aparate de măsură--------------------3)

Te'a ,: Tiristor&l)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))-.

Fisa suport $-(- Structura şi funcţionarea tiristorului-----------------------------------------------------32

Fişa suport $-$ Caracteristica statică a tiristorului--------------------------------------------------------34

Fişa suport $-)- Parametrii tiristorului----------------------------------------------------------------------------2$

I>- Fişa re,umat-------------------------------------------------------------------------------23

>- *iAlio:rafie-----------------------------------------------------------------------------------20

3


4/57

I)Introd&cere

Baterialul de predare este resursă'suport pentru activitatea de predare/ conţine

instrumente au1iliare care includ un mesaD o informaţie didactică şi care pot fi utili,ate in

conte1te diferite-

Pre,entul material de predare se adresea,ă cadrelor didactice care predau la clasele din

domeniul Electronică şi automati,ări/ calificarea7 Electronist reţele de Telecomunicaţii/ nivel

de calificare $- 8cesta a fost întocmit pentru modulul !ispo,itive electronice şi acoperă

două teme din conţinutul modulului- Între: modulul este de,voltat pe ((0 ore din care $4

ore laAorator tehnolo:ic şi 25 ore instruire practică

Te'aCo'peten/e0

rez&ltate ale 1nv2/2rii3i4e s&port

( $ )Tema(-

Tran,istoare

Aipolare

C(-Identifică

dispo,itivele

electronice discrete

Fişa (-(- Structura şi simAolul tran,istorului Aipolar

Fişa (-$- Funcţionarea tran,istorului Aipolar

C$-Selectea,ă dispo'

,itivele electronice

discrete

Fişa (-)- Parametrii tran,istorului Aipolar

C)- !etermină

funcţionalitateadispo,itivelor


Fişa (-3- Bodurile de cone1iune ale tran,istorului

Aipolar Fişa (-2- "e:imurile de funcţionare ale tran,is'

torului Aipolar

C3- >erifică

funcţionalitatea

dispo,itivelor


C)- !etermină funcţio'

nalitatea dispo,itivelor

Fişa (-0- Circuite de polari,are ale tran,istorului

Aipolar Fişa (-&- Caracteristicile statice ale tran,istorului

Aipolar

Fişa (-5- Caracteristicile statice ale tran,istorului încone1iunea emitor comunFişa (-4- Caracteristicile statice ale tran,istorului în

cone1iunile Aa,ă comunăFişa (-(%- Punctul static de funcţionare al

tran,istorului

4


5/57


C3- >erifică funcţio'



Fişa (-((- !reapta de sarcină statică

C3- >erifică funcţio'



Fişa (-($- Testarea tran,istoarelor Aipolare cu

aparate de măsura

Tema $

Tiristorul

C(- Identifică

dispo,itivele


C)- !etermină

funcţionalitateadispo,itivelor


Fişa $-(- Structura internă şi funcţionarea

tiristorului

C$- Selectea,ă

dispo,itivele


Fişa $-)- Parametrii tiristorului

C3- >erifică

funcţionalitateadispo,itivelor electro'

nice discrete

Fişa $-$- Caracteristica statică a tiristorului

5


6/57

II)Doc&'ente necesare pentr& activitatea de predare

Pentru predarea la clasă a conţinuturilor aAordate în materialul de predare/ cadrul didactic

are oAli:aţia de a studia următoarele documente7

Standardul de Pre:ătire Profesională pentru calificarea Electronist reţele de telecomunicaţii

nivel $ 9 -tvet-ro / secţiunea SPP sau -edu-ro secţiunea învăţământ preuniversitar-

Curriculum pentru calificarea Electronist reţele de TelecomunicaţiiG nivel $' -tvet-ro

secţiunea Curriculum sau -edu-ro secţiunea învăţământ preuniversitar-

SPP este un document structurat pe unităţi de competenţe care descrie în termeni de

re,ultate ale învăţării ceea ce un participant la un pro:ram de pre:ătire treAuie să

demonstre,e la nivelul acestuia-

Curriculum constă în proiectarea parcursului de educaţie şi formare profesională pe Aa,a

unităţilor de competenţe preci,ate în SPP-

6

http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/


7/57

III)Res&rse

Tema 1. Tranzistoare bipolare

3i4a s&port ()() Str&ct&ra 4i si'*ol&l tranzistor&l&i *ipolar

Competenţa C1.Identifică dispozitivele electronice discrete

Tran,istorul Aipolar este un dispo,itiv implantat într'un monocristal de material

semiconductor H;e sau Si în care se creea,ă prin impurificare trei re:iuni alternativ

dopate/ despărţite prin suprafeţe de separaţie-

"e:iunile de la e1tremităţi au acelaşi tip de conductiAilitate Hde tip p sau de tip n şi se

numesc EBIT" HE şi CJECT" HC- "e:iunea centrală are conductiAilitate opusă şi

se numeşte *8KL H*-

E C E C

* *

Fi:- (-( Tran,istor tip pnp şi npn

În Durul suprafeţelor de separaţie se formea,ă două Doncţiuni7

' Doncţiunea emitor'Aa,ă E*

' Doncţiunea colector'Aa,ă C*

* *

E E

Fi:- (-$ SimAolul tran,istorului pnp şi npn

7

p pn n np

C C


8/57

Se oAservă că să:eata marchea,ă întotdeauna emitorul şi indică sensul curentului prin

tran,istor-

;radul de dopare al re:iunilor se referă la procentaDul alocat purtătorilor maDoritari în raport

cu purtătorii minoritari-

!in anali,a comparativă a dimensiunilor şi a :radului de dopare a re:iunilor tran,istorului/

re,ultă următoarele conclu,ii7

Emitorul este de dimensiune relativ mare şi este puternic dopat *a,a este foarte suAţire H (Mm / ceea ce repre,intă (N din suprafaţa emitorului şi

este slaA dopată Colectorul are dimensiunea cea mai mare şi este dopat moderat

!in cau,a deoseAirilor structurale/ emitorul şi colectorul nu îşi pot inversa rolurile deşi

au acelaşi tip de conductiAilitate-

Pentru a'l feri de a:enţi e1terni/ monocristalul în care s'a implantat tran,istorul va fi

introdus într'o capsulă ermetică/ terminalele E/*/C fiind accesiAile prin electro,i sudaţi pe

re:iunea respectivă-

8spectul fi,ic al tran,istoarelor şi marcaDul înscris pe capsulă va fi anali,at pentru diferite

tipuri de tran,istoare/ clasificate în funcţie de materialul semiconductor/ puterea ma1imă

disipată sau factorul de amplificare-

Elevii vor fi capaAili/ la finali,area activităţilor propuse de cadrul didactic/ să7

' e1plice deoseAirile structurale între tran,istoarele pnp şi npn

' identifice simAolurile tran,istoarelor pnp şi npn' numească cele trei re:iuni ale tran,istorului

' staAilească :radul de dopare al re:iunilor

'identifice capsula tran,istorului Aipolar

' identifice confi:uraţia terminalelor tran,istorului

8


9/57

9


10/57

Fi:- (-)- Tran,istoare încapsulate

S&5estii 'etodolo5ice

Pentru a fi1a cunoştinţele noi în ce priveşte structura/ elevii pot re,olva proAleme cu teme

ca :radul de dopare şi identificarea re:iunilor tran,istorului-

Identificarea tran,istoarelor după aspect fi,ic şi marcaD poate fi de,voltată pe parcursul

orelor de instruire practică ale modulului-

10


11/57

CU CE 6 ' !ispo,itive electronice discrete

' Fişe de lucru

CUM 6 ' Betode de învăţământ7 ' e1punerea

' e1plicaţia

' proAlemati,area' !emonstraţia 9 prin efectuarea operaţiei de identificare a unui

tran,istor de către cadrul didactic-' Aservaţia diriDată 9 urmăreşte identificarea capsulelor şi

terminalelor tran,istorului de către elevi-' E1erciţiu 9 repetarea operaţiunilor de identificare pentru diversele

capsule de către elevi-' or:ani,area clasei ' frontal pe :rupe

UNDE 6 ' JaAoratorul de electronică

PENTRU CE6 ' Betode de evaluare 9 conversaţie diriDată

' proAă practică identificare tran,istoare

' test

' BiDloace de evaluare 9 fişe de lucru

' chestionare

Te'a () Tranzistoare *ipolare

3i4a s&port (),) 3&nc/ionarea tranzistor&l&i *ipolar )

Competenţa C1. Identifică dispozitivele electronice discrete.

Se anali,ea,ă funcţionarea tran,istorului în situaţia în care Doncţiunea emitor'Aa,ă E* este

direct polari,ată/ iar Doncţiunea colector'Aa,ă C* invers polari,ată-

În fi:ura de mai Dos este îndeplinită această condiţie pentru tran,istorul de tip pnp-

11


12/57

Fi: (-3 "epre,entarea curenţilor tran,istorului pnp

Emitorul de tip p puternic dopat are un număr foarte mare de sarcini po,itive maDoritare/

care se deplasea,ă în Aa,ă datorită polari,ării directe a Doncţiunii emitor'Aa,ăG în acest fel

apare un curent de difu,ie mare dinspre emitor spre Aa,ă notat cu -

*a,a este foarte în:ustă şi slaA dopată şi ca urmare are un număr mai mic de purtători/

respectiv un număr mic de sarcini ne:ative disponiAile pentru recomAinarea cu numărul

mare de sarcini po,itive venite din emitor- Sarcinile relativ puţine care s'au recomAinat

părăsesc Aa,a prin terminalul * formând curentul de Aa,ă de valoare mică-

BaDoritatea sarcinilor po,itive care circulă dinspre emitor către Aa,ă nu se recomAină şi

sunt atraşi prin Doncţiunea *C invers polari,ată/ de tensiunea de alimentare a colectorului-

8stfel se formea,ă curentul de colector - Curenţii sunt formaţi de purtători de

sarcină minoritari din fiecare Doncţiune şi au valoare foarte mică/ deci %-

"elaţia între curenţii tran,istorului este e1primată prin Ecuaţia I a fundamentală a

tran,istorului-

12


13/57

O H (

Cea mai mare parte a purtătorilor de sarcină din emitor aDun: in colector/ de aceea curentul

de colector are valoare mult mai mare decât curentul din Aa,ă ceea ce este e1primat prin

Ecuaţia a 9II'a a tran,istorului-

O Q R H $

Cu Q O H %-42 %-445

!in H ( şi H $ re,ultă O R şi cu O

Toate ecuaţiile sunt valaAile pentru tran,istoarele pnp şi npn

!eşi Doncţiunea colector'Aa,ă este invers polari,ată favori,ea,ă trecerea unui curent

de valoare mare/ acest fenomen fiind denumit = Efect de tran,istor =

Prin lăţimea şi doparea Aa,ei este controlată valoarea curenţilor 8cest aspecteste e1primat prin valorile coeficienţilor Q şi -


' descrie modul de polari,are al Doncţiunilor tran,istorului

' e1plice principiul de funcţionare al tran,istorului

' enunţe formulele ce staAilesc relaţii între curenţii tran,istorului


E1plicaţiile privind funcţionarea pot fi reluate pentru tran,istorul de tip npn

13


14/57

Pe simAolurile tran,istoarelor de tip pnp şi npn pot fi marcate sensurile curenţilor

"elaţiile de calcul între curenţii tran,istorului pot fi utili,ate în aplicaţii numerice

CU CE 6 ' Folii transparente

' Fişă de lucru

' Pre,entare multimedia

' E1punerea

CUM 6 ' Betode de învăţământ ' E1plicaţia

- ProAlemati,area

- r:ani,area clasei7 frontal pe :rupe

UNDE 6 ' Sală de clasă

' JaAorator tehnolo:icPENTRU CE6 ' Betode de evaluare 9 conversaţie diriDată

' test

' teme în clasăpentru acasă


' chestionare

' referate privind funcţionarea tran,istoru'lui de


3i4a s&port ()7) Para'etrii tranzistoarelor *ipolareCompetenţa C2.Selectează dispozitivele electronice discrete.

14


15/57

Parametrii tran,istoarelor Aipolare sunt mărimi care definesc condiţiile de funcţionare a

tran,istorului şi staAilesc limitele în care acesta poate să funcţione,e fără a se deteriora-

a8 3actor&l de a'pli9icare al tranzistor&l&i

"aportul dintre curentul continuu din colector Ic şi curentul continuu din Aa,ă I *

este factorul de amplificare în curent din bază în colector. ß=I C /I B 1!

In fapt/ U este câşti:ul in c-c al tran,istorului şi indică de câte ori este mai mare curentul

de colector IC faţă de curentul de Aa,ă I*-

U este o mărime statică de c-c/ iar valoarea acesteia pentru un tran,istor anume este

preci,ată în cataloa:ele de componente/ fiind staAilită de producător Hîntre (% şi (%%%

"aportul dintre curentul din colector Ic şi curentul continuu din emitor I E se

numeşte factor de amplificare in curentul din emitor in colector. Q =I C /I E H$

!e re:ulă/ Q are valori între %/42 si %/44 deci întotdeauna este suAunitar pentru că IC

este puţin mai mic decât IE- >aloarea parametrului Q pentru un tran,istor anume este

dată în cataloa:ele de componente-

>alorile preci,ate în catalo:ul de componente pentru parametrii Q şi U pentru un

tran,istor/ se consideră că nu se vor modifica pe durata utili,ării acestuia-

"elaţia matematică dintre Q si U este7

UO Q(' Q H) sau QO U( U H3

Cu cât Q este mai aproape de (- cu atât U are valoare mai mare-

*8 $alori li'it2 ale para'etrilor 9&nc/ionali ai tranzistor&l&i

!epăşirea valorilor limită ale unor parametri poate provoca distru:erea tran,istorului/

acestea fiind7

' temperatura ma1imă a Doncţiunilor T%C

15


16/57

' puterea disipată ma1imă P!ma1

' curentul de colector ma1im ICma1

' tensiunea ma1ima #*ema1 / #CEma1

Temperatura ma1imă a Doncţiunilor este/ pentru tran,istoarele de ;e de 52 C/ iar

pentru tran,istoarele cu Si între (&2'$%% C

+u se referă la temperatura mediului amAiant-

Puterea disipată ma1imă este determinată de condiţia ca temperatura Doncţiunii

colector'Aa,ă să nu depaşească temperatura ma1imă admisă- !e aceea se utili,ea,ă

radiatoare metalice montate pe colector pentru a mări suprafaţa de radiaţie a căldurii-

Curentul de colector ma1im este valoarea ma1imă pe care o poate avea curentul de

colector fără a distru:e tran,istorul prin efect termic-

Tensiunea ma1imă este valoarea limită pe care o poate avea tensiunea colector'emitor/ #CEma1/ pentru care tran,istorul nu este distrus/ respectiv valoarea ma1imă a

tensiunii emitor Aa,ă #*Ema1 pentru care tran,istorul nu este distrus-

>alorile numerice ale parametrilor sunt preci,ate în cataloa:ele de componente

electronice pentru fiecare tran,istor-

Parametrii nu vor atin:e simultan valorile limită deci este necesar să ne asi:urăm

că puterea disipată de tran,istor P!OICR#CE este mai mică decât P!ma1-

c Dependen/a c& te'perat&ra a para'etrilor tranzistor&l&i

>aloarea curentului re,idual colector'Aa,ă IcA% se duAlea,ă la fiecare creştere a

temperaturii cu 4 VC pentru tran,istoarele de ;e/ respective la creşterea cu 0 VC pentru

tran,istoarele cu Si- 8ceastă mărire a curentului re,idual are drept consecinţă creşterea

semnificativă a curentului de colector care poate depăşi curentul ma1im ceea ce are

drept consecinţă distru:erea tran,istorului- !e aceea în circuitul de polari,are a

tran,istorului se introduc elemente de circuit care să asi:ure staAili,area termică a

curenţilor tran,istorului astfel încât creşterea temperaturii să nu influenţe,e re:imul de

funcţionare al tran,istorului-


' definească factorii de amplificare în curent continuu Q şi U

16


17/57

' enunţe relaţiile matematice dintre Q şi U

' enumere valorile limită ale parametrilor tran,istorului

' utili,e,e concret valorile limită enumerate

' interprete,e o foaie de catalo: pentru tran,istoare


!upă e1punerea noţiunilor teoretice pe parcursul a două ore de predare este indicat ca activitat

se finali,e,e prin lucrare de laAorator în care să fie studiată o foaie de catalo: pentru tran,istor

fie identificate valorile numerice ale parametrilor şi să fie selectate tran,istoarele în funcţie de a

CU CE 6 9 cataloa:e de componente

' fişe de lucru

' dispo,itive electronice

CUM 6 ' metode de învăţământ ' e1punerea

' demonstraţia

' oAservaţia diriDată

' proAlemati,area

' comparaţia

' or:ani,area clasei frontalpe :rupe

UNDE 6 9 laAorator electronică

PENTRU CE6 ' Betode de evaluare 9 conversaţie diriDată' proAă practică de selectare tran,istoare

' oAservare


' fişă tehnolo:ică a tran,istorului


3i4a s&port ()-) Mod&rile de cone;i&ne ale tranzistoarelor *ipolare

Competenţa C". #erifică funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete.

Tran,istorul dispune de trei terminale care pot fi conectate în ) moduri7

17


18/57

' modul de cone$iune emitor comun% în care emitorul este conectat la masăG emitorul şi

Aa,a sunt Aorne de intrare iar la emitor şi colector sunt Aorne de ieşire-

Fi: (-2 Cone1iunea emitor comun

' modul de cone$iune bază comună/ în care Aa,a este conectată la masăG Aa,a si

emitorul sunt Aorne de intrare iar Aa,a şi colectorul sunt Aorne de ieşire-

Fi: (-0 Cone1iunea Aa,ă comună

& modul de cone$iune colector comun% în care colectorul este conectat la masăG

colectorul şi Aa,a sunt Aorne de intrare iar colectorul şi emitorul sunt Aorne de ieşire-

Fi: (-& Cone1iunea colector comun

18


19/57

Fiecare mod de cone1iune este caracteri,at de mărimile electrice de intrare şi de ieşire

respectiv

' curentul de intrare in I G tensiunea de intrare inU

' curentul de ieşire ies I G tensiunea de ieşire iesU

Schema electrică a modurilor de cone1iune este identică pentru amAele tipuri de

tran,istoare pnp şi npn.

Se vor determina mărimile de intrare si ieşire pentru fiecare mod de cone1iune-

Se va calcula raportul ies I in I în funcţie de parametrii Q şi U pentru fiecare mod de

cone1iune conform relaţiilor din fişa suport (-$-

Se va aprecia în care mod de cone1iune tran,istorul reali,ea,ă funcţia de amplificare a

curentului-

Elevii vor fi capaAili la finali,area activităţilor propuse de cadrul didactic să7

' identifice modul de cone1iune al tran,istorului

după schema electrică

' preci,e,e mărimile electrice de intrare şi

ieşire ale cone1iunii

' identifice modurile de cone1iune în care

tran,istorul funcţionea,ă ca amplificator

19


20/57

S&5estii 'etodolo5ice-

#lterior e1punerii noţiunilor se vor repre,enta împreună cu elevii schemele electrice coremodurilor de cone1iune pentru tran,istoarele complementare pnp apoi se vor indentifica mărim

de intrare ieşire pentru fiecare mod de cone1iune în parte- 8ctivitatea poate să se desfăşoare

elevi sau frontal)

CU CE 6 ' folii transparente

' pre,entare multimedia

' fişă de lucru

CUM 6 ' metode de învăţământ7 ' e1punere

' e1plicaţie

' e1emplificare

' demonstraţie


' or:ani,area clasei 9 pe :rupe frontal

UNDE 6 ' laAoratorul tehnolo:ic-


' oAservare

' teste

' teme în clasăpentru acasă' BiDloace de evaluare 9 fişe de lucru

' chestionare


20


21/57

3i4a s&port ().) Re5i'&rile de 9&nc/ionare ale tranzistoarelor *ipolare)

Competenţa C". 'etermină funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete

!upă felul în care sunt polari,ate cele două Doncţiuni/ tran,istorul funcţionea,ă în unul din

următoarele re:imuri funcţionare7

a! re(imul activ normal dacă7 ' Doncţiunea emitor' Aa,ă este direct polari,ată ' Doncţiunea collector' Aa,ă este invers polari,ată

b! re(imul de saturaţie dacă7 ' Doncţiunea emitor' Aa,ă este direct polari,ată

' Doncţiunea colector' Aa,ă este direct polari,ată

c! re(imul de blocare sau de tăiere dacă7 ' Doncţiunea emitor' Aa,ă este invers polari,ată

' Doncţiunea colector' Aa,ă este direct polari,ată

d! re(imul activ invers dacă7 ' Doncţiunea emitor' Aa,ă este invers polari,ată

' Doncţiunea collector' Aa,ă este direct polari,ată

Re5i'&l activ nor'al se Aa,ea,ă pe e1istenţa efectului de tran,istor/ iar dispo,itivul

funcţionea,ă practic în re:im de amplificare- Sunt valaAile relaţiile între curenţii

tran,istorului staAilite prin ecuaţiile fundamentale ale acestuia- Factorul de amplificare în

curent are valoare de catalo: când tran,istorul funcţionea,ă în acest re:im

Re5i'&l de sat&ra/ie- Tensiunea de colector ' emitor CE U are valoare foarte mică/ de

apro1imativ %/$' %/) >/ deoarece este determinată ca diferenţa tensiunilor CBU si EBU care

au valori apropiate datorită polari,ării directe amAelor Doncţiuni- Ca urmare/ re,istenţa de

ieşire a tran,istorului este foarte mică-

Re5i'&l de *locare) Prin amAele Doncţiuni invers polari,ate trec doar curentii re,iduali de

valoare foarte mică/ re,istenţa echivalentă a tran,istorului este deci foarte mare-

Tran,istorul în acest re:im întrerupe curentul-

StaAilirea re:imului de funcţionare va fi reali,ată în următoarele etape7

' se va considera simAolul tran,istorului

pnp

' tran,istorul va fi polari,at pe simAol astfel

încât să funcţione,e în re:im normal activ

' se va proceda similar pentru re:imul de

saturaţie respectiv de Alocare

21


22/57

' proAlema va fi reluată pentru tran,istorul

npn

Re5i'&l activ invers) În această situaţie/ emitorul are rolul colectorului iar colectorul pe

cel al emitorului- !in cau,a deoseAirilor tehnolo:ice Hsuprafaţă/ :rad de dopare al celor două re:iuni/ factorul de amplificare în curent al tran,istorului este mult mai mic decât în

re:im normal-

Se va consulta Fişa (-( şi Fişa (-$

' Elevii vor fi capaAili/ la finali,area activităţilor propuse de cadrul didactic/ să7

' identifice re:imul de funcţionare al

tran,istorului în funcţie de polari,area Doncţiunilor

' descrie starea tran,istorului aflat într'un

anumit re:im de funcţionare identificat

' repre,inte simAolul tran,istorului polari,at

pentru fiecare re:im de funcţionare


8ctivităţile descrise în fişa suport pot să se desfăşoare şi pe :rupe/ eventual într'o oră de

laAorator a modulului- Ja polari,area Doncţiunii tran,istorului pot fi date e1emple numericepentru tensiunile de polari,are

CU CE 6 ' folii transparente

' fişe de lucru


' demonstraţie


' proAlemati,area

' or:ani,area clasei 9 frontal pe :rupe-

UNDE 6 ' sală de clasă

' laAoratorul tehnolo:ic-


' teste

' BiDloace de evaluare 9 fişe de lucru/ chestionare

22


23/57

Te'a (: Tranzistoare *ipolare

3i4a s&port ()


24/57

În situaţia in care se va conecta un semnal alternativ la intrarea circuitului/ re,istenţa de

colector "C va avea si rol de re,istenţă/ de sarcină/ care va prelua variaţiile semnalului

alternativ format la ieşirea circuitului7 uS O iC W "C

>aloarea uS este direct proporţională cu a re,istenţei "C/ de aceea este indicat ca aceasta

sa fie mare-Insă consumul de ener:ie de la sursa de alimentare EC depinde şi de valoarea re,istenţei

"C direct proporţional deoarece puterea disipată la ieşire este 7

P! O IC$ W "C

Pentru a limita consumul în c-c- este necesar ca valoarea re,istenţei "C să fie mică-

8ceste două considerente vor influenţa ale:erea valorii re,istenţei din colectorul

tran,istorului-

A Rezisten/a din e'itor

Fi: (-4- Bodul de conectare al re,istenţei din emitor "E

Ja variaţiile temperaturii mediului amAiant se consemnea,ă o variaţie semnificativă a

curentului de colector/ acesta depăşind valoarea ma1imă admisă şi provocând distru:erea

tran,istorului-

Se va consulta fişa (-)

,ezistenţa , introdusă între emitor i masă are rolul de a stabiliza valoarea curentului printranzistor la variaţii ale temperaturii.

Interdependenţa curenţilor tran,istorului IE/ I*/ IC este e1primată de ecuaţiile fundamentale

ale tran,istorului şi Dustifică afirmaţia ca variaţia unui curent va provoca variaţii ale celorlalţi

doi/ respectiv staAili,area termică a unui curent este echivalentă cu staAili,area termică a

celor trei curenţi amintiţi-

24


25/57

Se va consulta fişa (-$

În acest circuit/ potenţialul Aa,ei în raport cu masa este constant şi e:al cu tensiunea de

alimentare E* -

E*O#*E IE W"E O constant

eventuală creştere/ a temperaturii va avea ca efect o tendinţă de creştere a curentului IE

ceea ce va determina scăderea tensiunii #*E/ conform ecuaţiei pre,entate-

!in anali,a caracteristicilor de intrare ale cone1iunii emitor comun HFisa (-5 re,ultă că o

scădere a #*E implică o scădere a curentului I*/ deci şi o scădere a curentului ICOW I* şi a

curentului IEO I* IC

Scăderea valorii curentului IE compensea,ă tendinţa iniţială de creştere a aceluiaşi curent/

astfel ca valorile curenţilor prin tran,istor nu vor fi afectate de variaţiile temperaturii şi

aceasta datorită potenţialului constant al Aa,ei în raport cu masa şi re,istenţei din emitor->aloarea acestei re,istenţe/ "E / va fi staAilită astfel încât să facă posiAilă staAili,area

termică a curenţilor-

!aca/ însă/ la utili,area circuitului în re:im de curent alternativ ar fi Aenefica micşorarea

valorii re,istenţei "E / se va aplica o soluţie de compromis7 conectarea unui condensator în

paralel cu re,istenţa "E-

Fi: (-(% Conectarea condensatorului CE

8stfel în re:im de c-c- condensatorul CE nu are nici o funcţie şi valoarea re,istenţei "E nu

este afectată de pre,enţa CE dar în re:im de c-a- între emitor şi masă este conectată o

impedanţă echivalentă KE O "E ll CE de valoare foarte mică/ astfel încât emitorul poate fi

considerat a fi le:at direct la masă-

!e aceea/ CE se numeşte =condensator de decuplare a re,istenţei "E în c-a-@

25


26/57

c Rezisten/ele de polarizare a *azei

Pentru polari,area în c-c- a celor două Doncţiuni ale tran,istorului sunt necesare două surse

de tensiune-

Se va consulta fişa (-2

În practică se va utili,a o sin:ură sursă de alimentare împreună cu re,istoare care să

reali,e,e indirect polari,area Doncţiunilor tran,istorului-

Fi: (-(( Bodul de conectare al re,istenţei de polari,are a Aa,ei "*

!in relaţia EC O I* W "* #*E IE W "E re,ultă că potenţialul Aa,ei în raport cu masa nu este

constant iar această condiţie treAuie îndeplinită pentru ca re,istenţa "E să reali,e,e

staAili,area termică a curenţilor tran,istorului-

!e aceea/ în practică este preferat circuitul cu tensiune de Aa,ă constantă din fi:ura de

mai Dos-

Fi: (-($ Circuit de polari,are cu divi,or de tensiune în Aa,ă

,ezistenţele de polarizare a bazei au rolul de a înlocui a doua sursă de alimentare ce ar fi

necesară pentru polarizarea celor două 0oncţiuni ale tranzistorului.

26


27/57


' enunţe rolul re,istenţelor din circuitul de

polari,are' identifice re,istenţa de polari,are în schema

electrică a circuitului de polari,are

' definească rolul fiecărei re,istenţe conectate

în terminalele tran,istorului


'materialul din această fişă poate fi pre,entat clasei pe parcursul a )'3 ore de predare

'pentru fiecare situaţie/ elevii ar putea re,olva e1emple de calcul numerice utili,ând formulele d

potenţialelor relevante pentru circuitul de polari,are în raport cu masa circuitului-

CU CE6 'fişe de lucru

'folii transparente

CUM6 'metode de învăţare'e1plicaţie

'proAlemati,are

'or:ani,area clasei'frontalpe :rupe

UNDE6 'sala de clasălaAorator de electronică


' teste

' teme ' BiDloace de evaluare 9 fişe de lucru

' chestionare

27


28/57


3i4a s&port ()+) Caracteristicile statice ale tranzistoarelor *ipolare

Competenţa C*. #erifică funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete

Prin interpretarea caracteristicilor de intrare se vor oAţine informaţii privind modul de

cone1iune şi re:imul de funcţionare ale tran,istorului-

a Caracteristicile de ieşire sunt repre,entarea :rafică a variaţiei curentului de ieşire

în funcţie de tensiunea de ieşire pentru valori date ale curentului tensiunii de intrare-

( )ies iesire I f U = pentru int I O constant sau ( )iesire iesire I f U = pentru intU O constant

A Caracteristicile de intrare sunt repre,entarea :rafică a variaţiei curentului de

intrare în funcţie de tensiunea de intrare pentru valori date ale tensiunii de ieşire a

tran,istorului-

int int( ) I f U = pentru intU O constant

c Caracteristicile de transfer sunt repre,entarea :rafică a variaţiei curentului de

ieşire în funcţie de tensiunea curentul de intrare pentru valori date ale tensiunii de ieşire a

tran,istorului-

int( )iesire I f U = pentru iesireU O constant sau int( )iesire I f I = pentru iesireU O constant

Corelaţia între curenţii tensiunile de intrare ieşire care definesc tran,istorul Aipolar

şi mărimile , , , , ,C E B BE BC CE I I I U U U se va face în funcţie de modul de cone1iune al

tran,istorului astfel că se vor enunţa e1presiile matematice ale celor trei cate:orii de

caracteristici pentru fiecare mod de cone1iune în parte

Se va consulta Fişa (-3-

28


29/57


' definească fiecare familie de caracteristici

' identifice familia de caracteristici a tran,istorului în funcţie de e1presia

matematică' enunţe e1presia matematică a familiei de caracteristici pentru un mod de

cone1iune al tran,istorului-


' se vor scrie e1presiile caracteristicilor de intrare ieşire transfer pentru fiecare mod de c

tran,istorului

CU CE 6 ' folii transparente' fişe de lucru


' demonstraţie


' or:ani,area clasei ' pe :rupe frontal

UNDE 6 ' sala de clasă

' laAoratorul tehnolo:ic


' teste

' teme în clasăpentru acasă


' chestionare


29


30/57

3i4a s&port ()=) Caracteristicile statice ale tranzistor&l&i 1n cone;i&ne e'itorco'&n)

Competenţa C*. #erifică funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete-

Se va consulta Fişa (-3 şi Fişa (-&

Caracteristicile vor fi repre,entante :rafic pentru un tran,istor de tip npn-

a8 Caracteristicile de intrare ale tranzistor&l&i in cone;i&nea e'itor co'&n)

I*OfH#*E pentru #CEOconstant

Fi: (-() Caracteristici intrare emitor comun

Până când tensiunea #*E atin:e valoarea de pra: >p/ H>pX%/$ pentru ;e%/& pentru Si/

Doncţiunea *E este parcursă de curentul re,idual Ir / invers H Fişa (-$/ apoi curentul I*

creşte e1ponenţial cu creşterea tensiuni #*E-

Se oAţine o familie de caracteristici% pentru diferite valori ale tensiunii #CE/ constantă pe

durata ridicării unei caracteristici-

Se oAservă că valoarea tensiunii #CE influenţea,ă valoarea curentului I* si forma

caracteristicii-

30


31/57

*8 Caracteristicile de ie4ire ale tranzistor&l&i in cone;i&nea e'itor co'&n)

ICOfH#CE pentru I*Oconstant sau ICOfH#CE pentru #*EOconstant

Fi: (-(3 Caracteristici ieşire emitor comun

Pentru valori ale mărimii I*#*E foarte mici/ tran,istorului funcţionea,ă in re:im de Alocare-

Pentru valori ale tensiunii #CE foarte mici/ tran,istorul se află in re:im de saturaţie-

H#CEO%/$%/)>

În ,ona centrală a caracteristicilor tran,istorul funcţionea,ă în re:im normal care

corespunde unui re:im de amplificare şi unde se verifică relaţia I COI*/ deci IC rămâne

constantă pentru o valoare dată a I*-

Se vor consulta Fişa (-$ şi Fişa (-2

c8 Caracteristicile de trans9er ale tranzistor&l&i 1n cone;i&nea e'itor co'&n)

IcOfHI* pentru #CEOconstant sau ICOfH#*E pentru #CEOconstant

!ependenţa dintre iC şi i* este apro1imativ liniară ceea ce confirma relaţia ICOI*- Bărimea

ICE% este curentul re,idual colector ' emitor-

31


32/57

Fi:- (-(2 Caracteristici transfer emitor comun

Fi:- (-(0 Schemă de măsurare a caracteristicilor cone1iunii emitor comun


' descrie modul de oAţinere a :raficului caracteristicii unui tran,istor polari,at

' interprete,e :raficele aferente caracteristicilor

cone1iunii emitor comun

' identifice ,onele caracteristicii

corespun,ătoare diferitelor re:imuri de funcţionare

' reali,e,e practic schemele de măsurare acaracteristicilor tran,istorului în cone1iunea emitor comun

' repre,inte :rafic caracteristicile pe Aa,a

măsurărilor electrice efectuate

' simule,e pe calculator măsurarea tensiunilor

şi curenţilor în vederea repre,entării :rafice a caracteristicilor

32


33/57


' ridicarea caracteristicilor statice poate fi reali,ată prin măsurări electrice efectuate pe

măsurare pre,entată în laAoratorul de electronică la orele de laAorator alocate modulului/ iar a

poate desfăşura pe :rupe de eleviG ridicarea caracteristicilor poate fi reali,ată şi prin simularea

a schemei de măsurare/ într'un proiect

CU CE6 ' fişe de lucru

' dispo,itive electronice discrete/ echipamente de laAorator

' pro:rame de simulare pe calculator a circuitelor electronice

CUM6 ' metode de învăţare 9 e1plicaţie

' demonstraţie

' oAservare diriDată

' simulare

' or:ani,area clasei 9pe :rupe

UNDE6 ' laAoratorul de electronică


' oAservare

' proAă practică de laAorator

' proiect

' BiDloace de evaluare 9 fişe de lucru' chestionare

' fişă evaluare proiect

33


34/57

Te'a ()Tranzistoare *ipolare

3i4a s&port ()>) Caracteristicile statice ale tranzistor&l&i 1n cone;i&ne *az2co'&n2


Se va consulta Fişa (-3 şi Fişa (-&

Caracteristicile vor fi repre,entate pentru un tran,istor de tip npn

a8Caracteristicile de intrare ale tranzistor&l&i 1n cone;i&nea *az2 co'&n2

OfH pentru Oconstant

Fi: (-(& Caracteristicile intrare Aa,ă comună

Curentul de emitor creşte apro1imativ e1ponenţial cu creşterea tensiunii #*E după intrarea

în conducţia tran,istorului la depăşirea valorii de pra:- >aloarea tensiunii #C* influenţea,ă

forma caracteristicii şi valorile curentului de emitor

*8 Caracteristcile de ie4ire ale tranzistor&l&i 1n cone;i&nea *az2 co'&n2 OH cu Oconstant sau OfH pentru Oconstant

34


35/57


36/57

Fi: (-(4-Caracteristica de transfer Aa,ă comună

Fi: (-$%- Schema de măsurare a caracteristicilor cone1iunii Aa,ă comună


' descrie modul de oAţinere a :raficului caracteristicii unui tran,istor polari,at

' interprete,e :raficele aferente caracteristicilor

cone1iunii Aa,ă comună

' identifice ,onele caracteristicii

corespun,ătoare diferitelor re:imuri de funcţionare

' reali,e,e practic schemele de măsurare a

caracteristicilor tran,istorului în cone1iunea Aa,ă comună

' repre,inte :rafic caracteristicile pe Aa,a

măsurărilor electrice efectuate

36


37/57


' ridicarea caracteristicilor statice poate fi reali,ată prin măsurări electrice efectuate pe schema măsurare pre,entată în fişă în laAoratorul de electronică

' ridicarea caracteristicilor poate fi reali,ată prin simularea pe calculator a schemei de măsurare

' activitatea se poate desfăşura pe :rupe de elevi


' aparate de măsură

' surse de alimentare

' dispo,itive electronice discrete

' pro:rame de simulare pe calculator a circuitelor electronice

CUM6 ' metode de învăţare ' e1plicaţie

' lucrare practică

' demonstraţie

' oAservaţie diriDată

' simulare

' or:ani,area clasei ' pe :rupe

UNDE6 9laAoratorul de electronică


' oAservare


' proiect


' chestionare


37


38/57

Te'a (: Tranzistoare *ipolare

3i4a s&port ()(?) P&nct&l static de 9&nc/ionare al tranzistor&l&i *ipolar)Competenţa C".'etermină funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete

Competenţa C*.#erifică funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete

Pentru a funcţiona ca amplificator/ un tran,istor treAuie alimentat in curent continuu/ deci

polari,at cu un circuit de polari,are format din surse de alimentare în c-c- si :rupuri

re,istive/ în care se staAilesc valorile de curent continuu ale mărimilor electrice specifice

tran,istorului/ respectiv valorile următorilor curenţi si tensiuni7 IE/ I*/ IC/ #*E/ #*C/ #CE-

Se va consulta fişa (-$

În planul caracteristicilor de ieşire a tran,istorului determinat în funcţie de modul decone1iune al acestuia/ un punct este determinat de trei mărimi7

' curentul de ieşire/ tensiunea de ieşire/ curentul de intrare HIies/ #ies/ Iin/ sau

' curentul de ieşire/ tensiunea de ieşire/ tensiunea de intrare HIies/ #ies/ #in-

Se va consulta fişa (-&-

Etapele de parcurs în vederea staAilirii unui punct în planul caracteristicelor de

ieşire sunt7 ' se vor identifica mărimile Iies #ies Iin #in în funcţie de modul de cone1iune

al tran,istorului polari,at-

' se vor identifica caracteristicile de ieşire ale tran,istorului în modul de cone1iune

anali,at

' se marchea,ă un punct în planul caracteristicilor de ieşire ale tran,istorului

P&nct&l static de 9&nc/ionare în curent continuu este un punct în planul

caracteristicilor de ieşire a tran,istorului/ este determinat de trei mărimi electrice si

defineşte condiţiile de funcţionare ale tran,istorului7 modul de cone1iune si re:imul de

funcţionare- Se foloseşte aArevierea PSF pentru punctul static de funcţionare

38


39/57

Se anali,ea,ă dependenţa dintre po,iţia PSF în planul caracteristicilor de ieşire

şi re:imul de funcţionare al tran,istorului astfel7

' se indică modul de cone1iunii al tran,istorului

' se identifică repre,entarea :rafica a caracteristicelor de ieşire corespun,ătoare' se ale:e po,iţia PSF în planul caracteristicilor de ieşire astfel încât tran,istorul să fie

în re:im normal activ

' se ale:e un alt PSF corespun,ător re:imului de saturaţie

Pentru determinarea valorilor numerice ale mărimilor care definesc PSF se va

re,olva circuitul de polari,are al tran,istorului/ pentru care se vor scrie ecuaţiile

corespun,ătoare le:ilor lui ?irchhoff-

Să se calcule,e valoarea PSF pentru circuitul de polari,are al tran,istorului in cone1iune

emitor comun/ redat în fi:ura de mai Dos/ în care se va considera ICX IE si #*EO %/0 >-

Barcaţi po,iţia PSF în planul caracteristicilor de ieşire din Fişa (-5-

Fi: (-$( Circuit de polari,are al tran,istorului

Elevii vor fi capaAili la finali,area activităţilor propuse de cadrul didactic să7

' definească noţiunea de punct static de funcţionare' enumere etapele de parcurs în vederea staAilirii PSF pentru un tran,istor în

modul de cone1iune preci,at

' determine valoarea numerică a mărimilor corespun,ătoare PSF într'un

circuit de polari,are al tran,istorului


39


40/57

' activitatea poate să se desfăşoare şi pe parcursul orelor de laAorator/ unde pot fi anali,a

e1emple de circuite de polari,are în vederea determinării PSF


' folii transparente

' panouri didactice cu circuite de polari,are tran,istor

CUM6 ' metode de învăţământ 9 e1plicaţia

' demonstraţia


' comparaţia

' proAlemati,area

' or:ani,area clasei 9 frontalpe :rupe

UNDE6 ' laAoratorul de electronicăPENTRU CE6 ' Betode de evaluare 9 conversaţie diriDată

' oAservare

' test

' teme în clasă pentru acasă


' chestionare

Te'a ( Tranzistoare *ipolare

3i4a s&port () (() Dreapta de sarcin@ static@Competenţa C". 'etermină funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete

40


41/57


!reapta de sarcin static este format din totalitatea punctelor statice de

funcţionare în c-c- posiAile ale unui tran,istor conectat într'un circuit de polari,are

Se pot face următoarele oAservaţii7

' ecuaţia dreptei de sarcin este ecuaţia circuitului de ieşire a tran,istorului

' ecuaţia dreptei de sarcin este dependent de structura circuitului de polari,are la

ieşirea tran,istorului-

' circuitul de ieşire al tran,istorului este staAilit în funcţie de modul de cone1iune al

acestuia-

' dreapta de sarcin se va repre,enta în planul caracteristicilor de ieşire a tran,istorului-

Reprezentarea 5ra9ic2 a dreptei de sarcin2

Pentru a defini o dreaptă sunt suficiente două puncte- Se vor determina punctele de

intersecţie ale dreptei cu a1ele sistemului de coordonate din planul caracteristicilor de

ieşire al tran,istorului HIieş / # ieş / unde Iieş şi # ieş sunt curentul respectiv tensiunea de ieşire

ale tran,istorului-

Ecuaţia unei drepte este de forma [ O m1 n respectiv I ieş O mW #ieş n

Pentru a determina punctele de intersecţie cu a1ele se consideră Iieş O % şi re,ultă

#ieş O ' n m G apoi se consideră #ieş O% şi re,ultă Iieş O n

Se marchea,ă aceste două puncte pe a1e iar prin unirea lor se oAţine dreapta de sarcină

statică

Tran,istorului i se impun condiţiile de funcţionare I ieş % şi #ieş % deci punctul static de

funcţionare HPSF se va situa pe dreapta de sarcină în primul cadran al sistemului de a1e-

41


42/57

Fi: (-$$ !reapta de sarcină statică

Etapele de parcurs pentru ridicarea dreptei de sarcină sunt 7

' identificarea circuitului de polari,are al tran,istorului' identificarea modului de cone1iune al tran,istorului

' identificarea circuitului de ieşire al tran,istorului

' scrierea ecuaţiei dreptei de sarcină

' identificarea planului caracteristicilor de ieşire a tran,istorului

' ridicarea dreptei prin determinarea tăieturilor cu a1ele

Concl&zie: Punctul static de funcţionare PSF al tran,istorului se poate situa teoretic

oriunde în planul caracteristicilor de ieşire/ însă conectarea tran,istorului într'un circuit de

polari,are îl limitea,ă la dreapta de sarcină

E;e'pl&: Se va repre,enta dreapta de sarcină corespun,ătoare următorului circuit de

polari,are/ din fi:ura (-$(/acelaşi din fişa (-(%

Fi: (-$( Circuit de polari,are al tran,istorului

42


43/57

' Po,iţionaţi PSF pe care l'aţi calculat pentru acest circuit în fişa (-(% pe dreapta de

sarcină repre,entată-

' Elevii vor fi capaAili/ la finali,area activităţilor propuse de cadrul didactic/ să7

' enunţe ecuaţia dreptei de sarcină a unui circuit de polari,are a tran,istorului

' staAilească planul de a1e de coordonate în care va fi repre,entată :rafic dreapta de

sarcină

' repre,inte dreapta de sarcină în planul de a1e staAilit


' se va ridica dreapta de sarcină şi pentru alte circuite de polari,are respectând etapele me

:rupe- 8ceastă activitate poate sa se desfăşoare şi pe durata orelor de laAorator sau ca

proiect-

CU CE 6 ' Fişe de lucru

CUM 6 Betode de învăţământ ' e1plicaţia

' demonstraţia


' comparaţiar:ani,area clasei 9 frontal pe :rupe

UNDE 6 ' laAoratorul de electronică


' oAservare

' proiect


' chestionare ' fişă evaluare proiect


43


44/57

3isa s&port ()(, Testarea tranzistoarelor *ipolare c& aparate de '2s&r2


Ca structură/ tran,istorul Aipolar corespunde la două diode montate în opo,iţie/ astfel că

circuitul echivalent al tran,istorului este7

Fi: (-$) Circuitul echivalent al tran,istorului-

!e aceea/ tran,istorul poate fi testat cu ohmetrulG se testea,ă Doncţiunea E* şi apoi

Doncţiunea C*- 8ceastă testare va permite/ în ca,ul unui tran,istor funcţional/ fără defecte/

identificarea Aa,ei H* şi staAilirea tipului tran,istorului Hpnp sau npn- Pentru identificarea

emitorului şi colectorului se va utili,a efectul de tran,istor Hve,i fişa (-$-

Se consideră că Aa,a şi tipul componentei au fost deDa identificate şi se utili,ea,ă

următoarea schemă de măsurare/ pentru un tran,istor pnp7

Fi: (-$3 Circuitul de testare al efectului de tran,istor

!acă tran,istorul este conectat corect H respectiv emitorul E la Aorna a ohmetrului/ iar C

la Aorna 9 / se va produce efectul de tran,istor şi ohmetrul va înre:istra o re,istenţă/ de

valoare mică- !acă tran,istorul nu este conectat corect H E la Aorna ' şi C la Aorna /

efectul de tran,istor nu se va produce şi ohmetrul indică o re,istenţă infinită-

Tran,istorul este polari,at cu tensiunea Aateriei ohmetrului- !in cau,a acesteia

semnificaţia Aornelor ce indică polaritatea pe carcasa multimetrului se inversea,ă-

44


45/57

Etapele activităţii de testare a tran,istorului Aipolar sunt7

' Identificarea capsuleiG identificarea terminalelor */ E şi CG testarea Doncţiunii E*G

testarea Doncţiunii C*G staAilirea tipului tran,istorului


' utili,e,e multimetrul pentru a testa funcţionalitatea unui tran,istor

' identifice prin măsurare terminalele tran,istorului

S&5estii 'etodolo5ice :

Baterialul poate fi utili,at pentru pre:ătirea unei ore de instruire practică din cele alocate modul

CU CE6 B !ispo,itive electronice discrete

' Fişe de lucru' 8parate de măsură

CUM6 B Betode de învăţământ

' demonstraţia 7 prin efectuarea unei testări de către cadrul didactic ' oAservaţia diriDată 7 cadrul didactic urmăreşte etapele te

- tran,istoarelor de către elevi ' e1erciţiu 7 se repetă operaţia de testare ' e1plicaţia 7 sinteti,ea,ă re,ultatele testărilor

' r:ani,area clasei7 Individualpe :rupeUNDE6 B JaAoratorul de electronică atelierul de practică

PENTRU CE6 ' Betode de evaluare 9 proAă practică de laAorator

' oAservare


' fişe tehnolo:ice tran,istor


45


46/57

Te'a ,: Tiristor&l

3isa s&port ,)() Str&ct&ra 4i 9&nc/ionarea tiristor&l&i

Competenţa) C1. Identifică dispozitivele electronice discrete

Competenţa)C". 'etermină funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete

Tiristorul este un dispo,itiv semiconductor format din patru re:iuni complementare de

tip p şi n care formea,ă trei Doncţiuni- Tiristorul dispune de trei electro,i numiţi anod H8/

catod HC şi poartă sau :rilă H;

a A

Fi: $-( Structura tiristorului Ha simAolul tiristorului HA

Pentru anali,a funcţionării tiristorului este util circuitul ecivalent al dispo,itivului-

Fi: $-$ Circuitul echivalent cu tran,istoare al tiristorului

8cesta este format din două tran,istoare de tip pnp respectiv npn care au terminale în

comun-

Tiristorul pre,intă două re(imuri de funcţionare)

46


47/57

a re:imul de Alocare care constă în întreruperea circuitului între anod si catod/ situaţie

in care se constată practic e1istenţa unei re,istenţe de valoare foarte mare între

anod şi catod-

A re:imul de conducţie în care se constată o re,istenţă de valoare foarte mică între

anod si catod-"e:imul de funcţionare este dependent de polari,area tran,istorului/ în variantele7

(8 tensiunea anod'catod este ne:ativă HUA Y%/ ca urmare tiristorul este Alocat/ indiferent

de polari,area porţii ;- Ja polari,are inversă/ tiristorul se comportă ca o diodă-

Fi: $-) Tiristorul invers polari,at şi circuitul echivalent

Pe circuitul echivalent/ se oAserva că această situaţie se datorea,ă Alocării tran,istoarelor

T( si T$-

28 tensiunea anod'catod este po,itivă H# 8Z% si poarta este nepolari,ată 9 tiristorul este în

continuare Alocat-

Fi: $-3 Tiristorul direct polari,at cu poarta nepolari,ată

Pe circuitul echivalent se oAservă că tran,istorul T$ este in continuare Alocat-

78 tensiunea anod'catod este po,itivă H# 8 Z% şi se aplica un impuls po,itiv pe poartă 9

tiristorul se află în stare de conducţie-

Pe circuitul echivalent se poate oAserva cum impulsul de scurtă durată/ numit impuls de

amorsare e suficient pentru a deschide şi tran,istorul T$ şi a închide circuitul între anod şi

catod-

47


48/57

Fi: $-2 Tiristorul direct polari,at cu impuls de amorsare pe poartă

Tensiunea anod'catod # 8 treAuie să fie po,itivă şi mai mare decât pra:ul- +umai peste

această valoare de pra: a tensiunii # 8/ impulsul po,itiv aplicat pe poartă va deAloca

tiristorul Hdaca T( e Alocat/ în ,adar este deAlocat T$ -

Tiristorul odată intrat în conducţie nu mai poate fi controlat prin poartă- !acă/ ulterior intrării

în conducţie polari,area porţii este aAsenta H#;O%/ tiristorul rămâne în conducţie--8 Alocarea unui tiristor aflat in stare de conducţie se poate reali,a prin întreruperea

curentului de anod-

Fi: $-0 Întreruperea curentului anodic al tiristorului

Fi:-$-& Tiristoare încapsulate

8spectul fi,ic al capsulei tiristorului este pre,entat in fi:ura $-&

48


49/57


' identifice simAolul utili,at pentru tiristor

' interprete,e circuitul echivalent cu tran,istoare al tiristorului

' e1plice comutarea tran,istorului între re:imurile de funcţionare

' identifice după aspect capsula tiristorului


' cadrul didactic poate să apele,e la comparaţia intre diodele redresoare si tiristor pen

face mai accesiAile noile cunoştinţe

' materialul poate fi anali,at pe durata a doua'trei ore

' aspectul fi,ic al tiristoarelor poate fi anali,at in orele de instruire practică ale modulului

'


' folii transparente


CUM6 ' metode de învăţare ' e1plicaţia

' comparaţia ' proAlemati,area

' demonstraţia

' or:ani,area clasei 9 frontal pe :rupe

UNDE6 ' sala de clasa atelier practica


' oAservare



' fişe tehnolo:ice tiristor

Te'a ,) Tiristor&l

49


50/57

3i4a s&port ,), Caracteristica static2 a tiristor&l&i


Caracteristica statică a tiristorului este repre,entarea :rafică a dependenţeicurentului de anod de tensiunea anod 9 catod şi de tensiunea de polari,are a porţii-

Fi: $-5 Caracteristica statică a tiristorului cu poarta nepolari,ată

8ceasta este caracteristica tiristorului cu poarta nepolari,ată H #%O% -

8l treilea cadran H # 8 Y %- I 8 Y % corespunde stării de Alocare prin polari,are inversă

Hsituaţia ( din fişa $-(- Se constată că pentru valori \# 8\ Y \#str \ tiristorul este practic

întrerupt/ curentul invers fiind de valoare fiind de valoare foarte mică- Pentru # 8 O #str se

constată străpun:erea tiristorului şi valoarea curentului invers creşte Arusc-

În primul cadran H # 8 Z %/ I 8 Z % se identifică mai multe ,one 7

' Pentru # 8 Y #!ma1 tiristorul este în stare de Alocare/ la polari,area directă-

50


51/57

' Pentru # 8 O #!ma1 / tiristorul va intra în conducţie chiar în aAsenţa unui impuls de

amorti,are pe poartă- \#!ma1\ O \#str \' Trecerea din starea de Alocare în starea de conducţie este un proces tran,itoriu

foarte rapid Hcâteva Msec şi este repre,entată punctat pe porţiunea B+ a

caracteristicii/ unde se oAservă valoarea minimă a curentului anodic I 8 peste

care tiristorul este în conducţie- În acelaşi timp tensiunea anod 9 catod # 8 scade

Arusc Htran,istorul T$ din circuitul echivalent se deschide la saturaţie-' !in punctul +/ tiristorul este în stare de conducţie efectivă/ iar dependenţa curent

9 tensiune este practic liniară-

Se va consulta fişa $-(

!acă poarta este polari,ată cu un impuls po,itiv #; Z %/ tiristorul nu se deschide numai

decât ce # 8 Z % şi în acest ca, este necesar ca # 8 să atin:ă o valoare de pra:/ dar

aceasta scade pe măsură ce creşte valoarea #;/ după cum se oAservă în fi:ura $-4 unde

#;$Z#;(Z#;%O% şi #!(Y#!$Y#!ma1-

Fi: $-4 Familia de carateristici statice a tiristorului

Se remarcă aspecte noi 7

' PosiAilitatea trecerii din starea de Alocare în starea de conducţie şi cu poarta

nepolari,ată' E1istenţa unei valori de pra: pentru tensiunea anod 9 catod

51


52/57

Elevii vor fi capaAili/ la finali,area activităţilor propuse de cadrul didactic/ să7' interprete,e :raficul caracteristicii tiristorului' identifice ,onele caracteristicii corespun,ătoare re:imurilor de funcţionare

S&5estii 'etodolo5ice: Cadrul didactic poate efectua lucrarea de laAorator cu tema 9 ridicarea

caracteristicii statice fără a insista asupra interpretării teoretice a formei

caracteristicii

CU CE6

' Fişe de lucru' Folii transparente' !ispo,itive electronice discrete' 8parate de măsură

CUM6

' Betode de învăţământ ' e1plicaţia ' demonstraţia

' r:ani,area clasei ' frontal pe :rupe

UNDE6

' Sala de clasă' JaAoratorul de electronică

PENTRU CE6 ' Betode de evaluare 9 chestionare orală

' oAservare

' BiDloace de evaluare 9 fişe de

lucru

' fişă tehnolo:ică tiristor Te'a , : Tiristor&l

3i4a s&port ,)7) Para'etrii tiristor&l&i

Competenţa C2 ) Selectează dispozitivele electronice discrete.

Parametrii tiristorului caracteri,ea,ă re:imurile de funcţionare ale acestuia şi au fost

menţionaţi în acest sens la anali,a modului de funcţionare şi a caracteristicii statice-

Se va studia fişa $-(- şi fişa $-)-

52


53/57

Tensiunea directă de întoarcere U'a; este tensiunea la care tiristorul intră în

conducţie în condiţiile în care poarta este nepolari,ată-

Curentul de menţinere IAO este valoarea curentului anodic suA care tiristorul comută

din re:iunea de conducţie directă în cea de Alocare directă- 8ceastă e1primare se referă la

faptul că tensiunea anod ' catod este po,itivă H# 8 Z % / deci tiristorul este direct polari,at

când are loc comutaţia-

Tensiunea inversă de străpun:ere Ustr repre,intă valoarea tensiunii inverse între

anod şi catod la care dispo,itivul pătrunde în re:iunea de străpun:ere şi începe să

conducă necontrolat Hsimilar diodei cu Doncţiune pn

Curentul de poartă de amorsare I%O este valoarea curentului de poartă necesar

pentru ca tiristorul să comute din re:iunea de Alocare directă în cea de conducţie directă/

ceea ce presupune valori po,itive pentru tensiunea anod 9 catod/ # 8 Z %-

Timpul de amorsare ta intervalul de timp necesar dispo,itivului să treacă din starea

de Alocare directă în starea de conducţie directă după aplicarea impulsului de amorsare pe

poartă-

Timp de de,amorsare td 9 intervalul de timp necesar dispo,itivului să treacă din

starea de conducţie directă în starea de Alocare directă după întreruperea curentului

anodic-


' definească parametrii tiristorului

' identifice parametrii tiristorului pe caracteristica statică

' interprete,e o foaie de catalo: pentru tiristoare

53


54/57

' selecte,e tiristoare în funcţie de valorile de catalo: ale parametrilor


' se vor identifica valorile de catalo: ale acestor parametrii în

cataloa:ele de componente/ pentru diferite tiristoare

' această activitate se poate desfăşura pe parcursul orelor de

laAorator

CU CE 6 ' fişe de lucru


' cataloa:e de componente

CUM 6 ' metode de învăţământ ' e1plicaţia

' demonstraţia


' comparaţia

' or:ani,area clasei 9 pe :rupe

UNDE 6 9 laAoratorul de electronică

PENTRU CE6 ' Betode de evaluare 9 proAă practică de laAorator

' oAservare

' BiDloace de evaluare 9fişe de lucru

' fişe tehnolo:ice tiristor

I$) 3i4a rez&'at

N&'ele elev&l&i7 ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

N&'ele pro9esor&l&i:

54


55/57

Co'peten/ecare tre*&iedo*ndite

Activit2/i e9ect&ate 4ico'entarii Data

activit2/ii

Eval&are

ineSatisB92c2tor

Re9acere

C)

'etermină

funcţionalitatea

dispozitivelor

electronice

discrete

8ctivitate(

Caracteristica deintrare emitor comun

' se efectuea,ă olucrare de laAoratorprin simulareacircuitului pecalculator

8ctivitate $

Caracteristica de

ieşire emitor comun

' se efectuea,ă olucrare de laAoratorcu aparate demăsură

Co'entarii Priorit2/i de dezvoltare

Co'peten/e care &r'eaz2 s2 9ie

do*ndite Fpentr& 9i4a &r'2toare8

Res&rse necesare

• Co'peten/e care tre*&ie do*ndite

8ceastă fişă de înre:istrare este făcută pentru a evalua/ în mod separat/ evoluţia le:ată

diferite competenţe- 8cest lucru înseamnă specificarea competenţelor tehnice :enerale ş

competenţelor pentru aAilităţi cheie/ care treAuie de,voltate şi evaluate- Profesorul poate

utili,a fişele de lucru pre,entate în au1iliar şisau poate elaAora alte lucrări în conformitat

cu criteriile de performanţă ale competenţei vi,ate şi de speciali,area clasei-

• Activit2/i e9ect&ate 4i co'entarii

55


56/57

8ici ar treAui să se poată înre:istra tipurile de activităţi efectuate de elev/ materialele

utili,ate şi orice alte comentarii suplimentare care ar putea fi relevante pentru planificare

sau feed'Aac^-

• Priorit2/i pentr& dezvoltare

Partea inferioară a fişei este concepută pentru a menţiona activităţile pe care elevul treA

să le efectue,e în perioada următoare ca parte a viitoarelor module- 8ceste informaţii ar

treAui să permită profesorilor implicaţi să pre:ătească elevul pentru ceea ce va urma-

• Co'peten/ele care &r'eaz2 s2 9ie do*ndite

În această căsuţă/ profesorii treAuie să înscrie competenţele care urmea,ă a fi doAândit

8cest lucru poate implica continuarea lucrului pentru aceleaşi competenţe sau identificar

altora care treAuie avute in vedere-

• Res&rse necesare

8ici se pot înscrie orice fel de resurse speciale solicitate7manuale tehnice/ reţete/ seturi d

instrucţiuni şi orice fel de fişe de lucru care ar putea repre,enta o sursă de informare

suplimentară pentru un elev care nu a doAândit competenţele cerute-

Notă: acest format de fişă este un instrument detaliat de înregistrare a progresuluielevilor. Pentru fiecare elev se pot realiza mai multe astfel de fişe pe durata

derulării modulului aceasta permi!"nd evaluarea precisă a evolu!iei elevului în

acelaşi timp furniz"nd informa!ii relevante pentru analiză.

$) i*lio5ra9ie

!ănilă Theodor/ Ionescu 9 >aida Bonica- H(44%- Componente şi circuite electronice/manual pentru clasa a _I a/ *ucureşti/ Editura didactică şi peda:o:ică

SaAin Ionel- H$%%5- !ispo,itive şi circuite electronice/ Timişoara/ Editura Politehnica-

Flo`d J- Thomas- H$%%)- !ispo,itive electronice/ *ucureşti/ Editura Teora-

Păun "usalin Jucian- H$%%2- Băsurări electrice şi electronice/ manual au1iliar pentru clasa

a _I'a/ Timişoara-/ Editura Politehnica@

56


57/57

!ră:ulănescu +icolae- H(454- 8:enda "adioelectronistului/ ediţia a II'a/ *ucureşti/ Editura

Tehnică-

bin:a Ioan/ Istrate Elena- H(445- Banual de peda:o:ie/ *ucureşti/ Editura 8ll-

+iculescu "odica Bariana-H(440- Peda:o:ie :enerală/ *ucureşti/ Editura Scorpion-

01_Dispozitive electronice I (1).doc

Documents

Transcript of 01_Dispozitive electronice I (1).doc