KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2011

PYTANIE NR 38.
Jaki wpływ na pracę wzmacniacza ma zastosowanie rezystora R3 w układzie polaryzacji tranzystora?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny wzmacniacza z tranzystorem bipolarnym.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zastosowanie rezystora R3 w typowym układzie polaryzacji (np. jako element wprowadzający lokalną stabilizację prądową) powoduje, że zmiany prądu tranzystora słabiej przekładają się na zmiany napięcia sterującego.
W efekcie stopień mniej obciąża źródło sygnału, co opisuje się jako wzrost rezystancji wejściowej.

Pełne wyjaśnienie:

Wzmacniacz tranzystorowy ma określoną rezystancję (impedancję) wejściową, czyli to, jak "mocno" jego wejście obciąża źródło sygnału. W praktyce układ polaryzacji nie służy wyłącznie do ustawienia punktu pracy DC, ale może też wpływać na parametry małosygnałowe.

Jeżeli rezystor R3 jest zastosowany w taki sposób, że stabilizuje prąd tranzystora (często realizuje się to przez wprowadzenie zależności: wzrost prądu powoduje zmianę napięcia przeciwdziałającą dalszemu wzrostowi), to wejście wzmacniacza staje się mniej "wrażliwe" na wymuszenie z zewnątrz. Z punktu widzenia źródła sygnału oznacza to, że aby uzyskać tę samą zmianę wielkości sterującej tranzystorem, potrzeba mniejszego prądu wejściowego, czyli obserwuje się większą rezystancję wejściową.

Dlatego odpowiedź "Zwiększa rezystancję wejścia." opisuje bezpośrednio efekt, o który pyta zadanie (parametr wejściowy stopnia).

Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne w kontekście tak sformułowanego pytania:

  • "Zmniejsza rezystancję wejścia." – byłoby typowe raczej dla rozwiązań, które silniej obciążają wejście (np. zbyt małe rezystancje w dzielniku polaryzacji lub dodatkowe obciążenie wejścia), a nie dla elementu poprawiającego "lekkość" wejścia.
  • "Realizuje ujemne sprzężenie zwrotne." – to stwierdzenie opisuje mechanizm, ale nie odpowiada wprost na pytanie o wpływ (jaki parametr się zmienia). Dodatkowo, w zależności od topologii i tego, gdzie dokładnie jest R3, samo hasło "sprzężenie" może być interpretowane różnie (lokalne/globalne, AC/DC).
  • "Realizuje dodatnie sprzężenie zwrotne." – dodatnie sprzężenie zwykle zwiększa wzmocnienie i podatność na niestabilność/wzbudzenia, a nie jest typowym celem rezystora w układzie polaryzacji tranzystora.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w odpowiedziach pojawiają się zarówno "mechanizmy" (sprzężenie), jak i "skutki" (rezystancja wejściowa), a pytanie brzmi "jaki wpływ…", zwykle należy wybrać odpowiedź opisującą konkretny skutek parametrowy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Polaryzacja to ustawienie punktu pracy tranzystora (napięć i prądów spoczynkowych), aby wzmacniacz pracował w liniowym zakresie. Zapewnia to poprawne wzmocnienie sygnału oraz ogranicza zniekształcenia. Realizuje się ją zwykle rezystorami, czasem z kondensatorami dla składowej zmiennej.
Rezystor wprowadzający stabilizację prądu tranzystora może zmniejszać zmiany prądu sterującego potrzebne do uzyskania danego efektu w tranzystorze. Dla źródła sygnału oznacza to mniejsze obciążenie wejścia, czyli większą rezystancję (impedancję) wejściową obserwowaną na zaciskach wejściowych.
Większa rezystancja wejściowa oznacza, że wzmacniacz słabiej obciąża źródło sygnału (np. czujnik, mikrofon, poprzedni stopień). Dzięki temu sygnał na wejściu mniej "siada", łatwiej zachować amplitudę i pasmo przenoszenia, a dobór elementów współpracujących jest mniej krytyczny.
Nie zawsze — zależy od tego, gdzie jest wpięty i jaką pełni rolę w danym schemacie. Rezystor w emiterze bez pełnego obejścia kondensatorem dla AC często zwiększa rezystancję wejściową, ale rezystor w dzielniku polaryzacji bazy może ją zmniejszać, jeśli ma małą wartość. Kluczowy jest konkretny układ.
Wpływ na DC dotyczy punktu pracy (prądy i napięcia spoczynkowe), a wpływ na AC dotyczy parametrów małosygnałowych (wzmocnienie, impedancje, pasmo). W praktyce rozdziela się to analizą: osobno liczy się obwód stałoprądowy, a osobno zachowanie dla sygnału zmiennego, uwzględniając kondensatory.
Ujemne sprzężenie zwrotne to takie oddziaływanie, w którym wzrost sygnału/parametru na wyjściu powoduje zmianę przeciwną na wejściu układu sterującego, co stabilizuje pracę. W stopniach tranzystorowych może zmniejszać wzmocnienie, ale poprawiać liniowość, stabilność punktu pracy i często zwiększać impedancję wejściową.
Bo "sprzężenie zwrotne" opisuje mechanizm, a pytanie może wymagać wskazania konkretnego skutku (np. zmiany rezystancji wejściowej). W testach jednokrotnego wyboru często tylko jedna odpowiedź trafia dokładnie w to, o co pyta treść, a pozostałe są prawdziwe tylko ogólnie lub w innym kontekście.
Najprościej porównać spadek amplitudy sygnału przy zasilaniu ze źródła o znanej rezystancji wewnętrznej albo wykonać pomiar metodą dzielnika (źródło + rezystor wzorcowy) i obserwować, jak zmienia się napięcie na wejściu. Istotne jest też pasmo: impedancja może zależeć od częstotliwości.
Typowe błędy to: automatyczne utożsamianie rezystancji wejściowej z pojedynczym rezystorem na wejściu, ignorowanie wpływu sprzężenia lokalnego oraz nieuwzględnianie, że analiza DC i AC dają inne wnioski. Często myli się też "rezystancję" z "wzmocnieniem" i wybiera odpowiedź na podstawie skojarzeń.
Ćwicz rozpoznawanie typowych układów (WE/WB/WK), elementów polaryzacji (dzielnik bazy, rezystor emiterowy, rezystor kolektorowy) i ich skutków: stabilizacja, wzmocnienie, impedancje. Rozwiązuj krótkie zadania jakościowe: "co się stanie, gdy wzrośnie/zmaleje dany rezystor" oraz łącz to z prostą analizą małosygnałową.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 43% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • Sedra, Smith: "Microelectronic Circuits" (rozdziały o polaryzacji tranzystora BJT i modelu małosygnałowym; wpływ degeneracji emiterowej na parametry wejściowe) — wydanie książkowe, wskazanie rozdziałów tematycznych
  • Horowitz, Hill: "The Art of Electronics" (sekcje o stopniach tranzystorowych i wpływie rezystorów stabilizujących na impedancję wejściową) — wydanie książkowe, sekcje tematyczne
  • Boylestad, Nashelsky: "Electronic Devices and Circuit Theory" (części o układach polaryzacji BJT oraz parametrach wejściowych wzmacniaczy) — wydanie książkowe, rozdziały tematyczne

Materiały:

  • Podręczniki z elektroniki analogowej (wzmacniacze tranzystorowe, polaryzacja, analiza małosygnałowa)
  • Noty katalogowe tranzystorów (zależności i przykładowe układy aplikacyjne)
  • Materiały dydaktyczne o ujemnym sprzężeniu zwrotnym w stopniach tranzystorowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego