Čtvrté laboratorní cvičení Prvky počítačů (IPR) Čtvrté laboratorní cvičení Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií v Brně Božetěchova 2, 612 66 Brno Cvičící: Gabriela Nečasová (inecasova@fit.vutbr.cz) Gabriela Nečasová Petr Veigend 2014/2015

Zapojení bipolárního tranzistoru Dvouvstupé hradlo v logice RTL Obsah Bipolární tranzistor Co to je a jak to funguje? Bipolární tranzistor jako spínač Zapojení bipolárního tranzistoru Dvouvstupé hradlo v logice RTL IPR cvičení 4

Bipolární tranzistor Teoretický úvod IPR cvičení 4

Bipolární tranzistor má tři elektrody V podstatě se skládá ze dvou diod, podle typu jejich orientace můžeme rozlišit dva typy: NPN a PNP Bipolární tranzistor má tři elektrody Báze Kolektor Emitor Bázový proud řídí průchod proudu mezi kolektorem a emitorem Pokud přivedeme proud do báze, tranzistor se otevře a prochází proud IPR cvičení 4

Typy bipolárních tranzistorů ještě jednou IPR cvičení 4

Typy bipolárních tranzistorů ještě jednou IPR cvičení 4

Bipolární tranzistor jako spínač Dva pracovní stavy Rozepnuto - velký R spínače 𝑀Ω, malý 𝐼 𝐶 Sepnuto - malý R spínačekΩ, velký 𝐼 𝐶 Změny stavů Pomocí (spínacího) bázového proudu 𝑰 𝑩  sepnutí/rozepnutí smyčky, poté jíž protéká (spínaný) kolektorový proud 𝑰 𝑪 IPR cvičení 4

Pracovní bod bipolárního tranzistoru (rozepnut) Je-li tranzistor rozepnut (bod P1), je napětí 𝑈 𝐶𝐸 prakticky rovno napájecímu napětí 𝑈 𝐶𝐶 𝐼 𝐶 →0: 𝑈 𝐶𝐸 = 𝑈 𝐶𝐶 − 𝑅 𝐶 ∗ 𝐼 𝐶 = 𝑈 𝐶𝐶 IPR cvičení 4

Pracovní bod bipolárního tranzistoru (sepnut) Je-li tranzistor sepnut (bod P2), začne jím protékat proud 𝐼 𝐶 velikostně omezený jen odporem 𝑅 𝐶 a přímo úměrně závislý velikosti proudu 𝐼 𝐵 IPR cvičení 4

Pracovní bod bipolárního tranzistoru Sepnutí: pokud je proud 𝐼 𝐵 takový, že 𝑈 𝐵𝐸 ≈0,7𝑉 Po sepnutí tranzistoru začne kolektorem protékat proud 𝐼 𝐶 =𝛽∗ 𝐼 𝐵 = 𝑈 𝐶𝐶 − 𝑈 𝐶𝐸 𝑅 𝐶 𝛽= 𝐼 𝐶 / 𝐼 𝐵 je proudové zesílení daného typu tranzistoru 𝑈 𝐶𝐶 = 𝑈 𝐶𝐸 + 𝑅 𝐶 ∗ 𝐼 𝐶 𝑈 𝐶𝐸 klesne po sepnutí z hodnoty cca 𝑈 𝐶𝐶 typicky na hodnotu několika desetin 𝑉. IPR cvičení 4

Zapojení bipolárního tranzistoru Jako spínač IPR cvičení 4

Laboratorní přípravek + nepájivé kontaktní pole NPN tranzistor Potřebné součástky Laboratorní přípravek + nepájivé kontaktní pole NPN tranzistor Pracovní krabička Propojovací vodiče Rezistory (2,2Ω) LED dioda IPR cvičení 4

Důležité informace před zapojováním Připomínám strukturu nepájivého kontaktního pole NEVYPOJUJTE TRANZISTOR!!! IPR cvičení 4

Důležité informace před zapojováním IPR cvičení 4

Důležité informace před zapojováním IPR cvičení 4

Budete zapojovat následující obvod v nepájivém poli Schéma zapojení Budete zapojovat následující obvod v nepájivém poli Napětí 𝑼 𝟏 – přes potenciometr Napětí 𝑼𝒄𝒄 – přímo, bez potenciometru Použijte žlutou napájecí zdířku NE červenou ani modrou napájecí zdířku !!! IPR cvičení 4

Vstupně-výstupní chování tranzistorového spínače Měření Vstupně-výstupní chování tranzistorového spínače závislost výstupního (spínaného) napětí 𝑈2 na vstupním (spínacím) napětí 𝑈1 Vyneste grafy závislosti 𝑼𝟐=𝒇(𝑼𝟏), 𝑼 𝑩𝑬 =𝒈(𝑼𝟏) Proč bývá tranzistor-spínač označován pojmem invertor logické úrovně? log.0: 𝑈 < 0,4𝑉 a log.1 : 𝑈 >0,6𝑉 IPR cvičení 4

Dvouvstupé hradlo IPR cvičení 4

Logika RTL = rezistor-tranzistorová logika Dvouvstupé hradlo Logika RTL = rezistor-tranzistorová logika Jakou logickou funkci hradlo realizuje? Log.0: <0𝑉, 4𝑉> Log.1: <0,6𝑉, 5𝑉> IPR cvičení 4

Reference [1] Webové stránky cvičení IPR, dostupné online z: http://www.fit.vutbr.cz/~strnadel/ipr/ IPR cvičení 4

Děkuji Vám za pozornost!