KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - PRÓBNY

PYTANIE NR 2.
Jaką funkcję pełni układ przedstawiony na poniższym schemacie, składający się z elementów T3, R31, R32, R33?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest częścią egzaminu zawodowego dla elektronika, kwalifikacja EE3 + EE22.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Układ z tranzystorem T3, dzielnikiem R31/R32 i rezystorem emiterowym R33 ustala prawie stały prąd.
R31/R32 nadają bazie stały potencjał, więc na R33 odkłada się napięcie około (Vb − Ube). Prąd emitera, a w przybliżeniu i kolektora, ma wartość (Vb − Ube)/R33, czyli jest w dużej mierze niezależny od obciążenia.

Pełne wyjaśnienie:

W pokazanym fragmencie schematu elementy T3, R31, R32, R33 tworzą klasyczne źródło prądowe (dokładniej: prosty generator prądu oparty o tranzystor bipolarny).

Dlaczego jest to źródło prądowe?

  • Rezystory R31 i R32 tworzą dzielnik napięcia, który ustala w miarę stały potencjał bazy tranzystora T3 względem szyn zasilania.
  • Na złączu baza–emiter tranzystora BJT odkłada się napięcie Ube (dla krzemu typowo rzędu 0,6–0,7 V, zależne m.in. od prądu i temperatury).
  • Skoro napięcie bazy jest ustalone, to napięcie na R33 jest w przybliżeniu równe Vb − Ube. To wymusza prawie stały prąd emitera: Ie = (Vb − Ube) / R33.
  • Dla typowych wartości wzmocnienia prądowego tranzystora zachodzi Ic ≈ Ie, więc także prąd kolektora (oddawany do wspólnego węzła emiterów T1 i T2) jest w przybliżeniu stały w zakresie pracy aktywnej.

W praktyce taki "stały prąd" jest bardzo użyteczny we wzmacniaczu różnicowym: stanowi tzw. prąd ogona w gałęzi emiterowej i zapewnia, że suma prądów emiterów tranzystorów T1 i T2 jest zbliżona do stałej. Poprawia to stabilność punktu pracy i tłumienie składowej wspólnej (CMRR).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • "Układ Darlingtona" wymaga dwóch tranzystorów połączonych kaskadowo (emiter pierwszego do bazy drugiego), aby uzyskać bardzo duże wzmocnienie prądowe. Tutaj funkcję ustalania prądu realizuje pojedynczy tranzystor z dzielnikiem i rezystorem emiterowym.
  • "Układ stabilizujący temperaturę pracy tranzystorów T1 i T2" oznaczałby typowo obecność elementów kompensujących zmiany Ube z temperaturą (np. dodatkowych złącz/diody/transoptory, sprzężenia termicznego). W tym fragmencie podstawową rolą jest wymuszenie prądu, a nie precyzyjna kompensacja temperaturowa.
  • "Wtórnik emiterowy" jest buforem napięciowym, w którym wyjście pobiera się z emitera (napięcie emitera "podąża" za bazą). W analizowanym układzie "użyteczne wyjście" jest prądowe i pojawia się w gałęzi kolektora T3, a emiter służy głównie do ustawienia prądu przez R33.

Wskazówka egzaminacyjna: jeżeli widzisz tranzystor z dzielnikiem na bazie i rezystorem w emiterze, a prąd ma być dostarczany/odbierany z kolektora, bardzo często jest to właśnie proste źródło prądowe.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Źródło prądowe to blok, który wymusza prawie stały prąd w gałęzi obwodu, mimo zmian napięcia na jego zaciskach (w pewnym zakresie). W praktyce realizuje się je m.in. tranzystorem i rezystorami ustawiającymi punkt pracy.
Dzielnik napięcia ustala potencjał bazy, a na złączu baza–emiter odkłada się Ube. Dzięki temu na rezystorze emiterowym pojawia się prawie stałe napięcie, co daje prąd Ie ≈ (Vb − Ube)/R. Ponieważ Ic ≈ Ie, prąd kolektora jest w przybliżeniu stały.
Stały "prąd ogona" stabilizuje punkt pracy i sprawia, że suma prądów obu tranzystorów wejściowych jest prawie stała. To ułatwia symetryczną pracę pary różnicowej i zwykle poprawia tłumienie składowej wspólnej (lepsze CMRR) w typowym zakresie pracy.
Dzielnik w bazie ma za zadanie ustalić stabilny potencjał bazy względem zasilania. Dzięki temu prąd zależy głównie od rezystora emiterowego, a mniej od zmian parametrów tranzystora czy obciążenia. To podstawowy sposób ustawiania prądu polaryzacji.
Nie. Wtórnik emiterowy służy do buforowania napięcia i jako wyjście wykorzystuje emiter. W źródle prądowym "użyteczne" jest wymuszenie prądu (zwykle w kolektorze), a emiter z rezystorem pełni funkcję ustawienia wartości prądu.
Darlington to dwa tranzystory połączone kaskadowo (emiter pierwszego do bazy drugiego), co daje bardzo duże wzmocnienie prądowe. Proste źródło prądowe często ma jeden tranzystor, dzielnik napięcia na bazie i rezystor w emiterze, a prąd jest "oddawany" z kolektora.
Bo tranzystor nie jest elementem idealnym: wpływa zmienność Ube z temperaturą, skończone wzmocnienie β oraz efekt Early’ego (zależność Ic od Vce). Dlatego mówi się o prądzie "w przybliżeniu stałym" i podaje warunek: poprawna praca w zakresie aktywnym.
Najczęstsze pomyłki to: mylenie z wtórnikiem emiterowym (bo jest rezystor w emiterze), mylenie z Darlingtonem (bez policzenia tranzystorów), oraz uznanie, że układ "stabilizuje temperaturę" tylko dlatego, że występuje sprzężenie przez rezystor emiterowy.
Rezystor emiterowy wprowadza ujemne sprzężenie zwrotne prądowe: gdy prąd rośnie, rośnie spadek napięcia na rezystorze, co zmniejsza prąd złącza baza–emiter i przeciwdziała dalszemu wzrostowi prądu. Dzięki temu prąd jest bardziej stabilny i przewidywalny.
Ćwicz rozpoznawanie topologii: dzielnik bazy + rezystor emitera + prąd z kolektora. Następnie licz proste zależności (Vb − Ube)/R i sprawdzaj warunek pracy aktywnej. Pomaga też krótka symulacja SPICE, aby zobaczyć wpływ napięcia wyjściowego na prąd.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 29% zdających egzamin. bardzo trudne

Według specjalistów z branży: "Układ z tranzystorem T3, dzielnikiem R31/R32 i rezystorem emiterowym R33 ustala prawie stały prąd.R31/R32 nadają bazie stały potencjał, więc na R33 odkłada się napięcie około (Vb − Ube)."

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics", rozdziały o polaryzacji BJT i źródłach prądowych (current sources), wyd. 3
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits", rozdziały o źródłach prądowych BJT i parach różnicowych, wydania akademickie
  • Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer, "Analysis and Design of Analog Integrated Circuits", część o źródłach prądowych i wzmacniaczu różnicowym

Materiały:

  • Podręczniki z elektroniki analogowej (BJT: polaryzacja, źródła prądowe)
  • Noty aplikacyjne i materiały dydaktyczne o parach różnicowych i źródłach prądowych
  • Zadania rachunkowe: wyznaczanie prądu z (Vb−Ube)/R

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego