Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 5



PYTANIE NR 19.
Masz do dyspozycji układ analogowy z tranzystorem NPN, którego wartość wzmocnienia prądowego β wynosi 100. Jeżeli prąd bazy IB wynosi 10μA, jaki będzie prąd kolektora IC?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W obszarze aktywnym tranzystora bipolarnego zachodzi zależność IC ≈ β·IB. Dla β=100 i IB=10 µA otrzymujemy IC=100·10 µA=1000 µA, czyli 1 mA. Pozostałe odpowiedzi wynikają z błędnego mnożenia lub złej konwersji µA↔mA.

Pełne wyjaśnienie:

W tranzystorze bipolarnym NPN, pracującym w obszarze aktywnym (czyli nienasyconym), prąd kolektora jest w przybliżeniu proporcjonalny do prądu bazy. Tę proporcję opisuje wzmocnienie prądowe β (często oznaczane też jako hFE):

IC ≈ β · IB

W zadaniu podano:

  • β = 100
  • IB = 10 µA

Podstawiamy do wzoru:

IC = 100 · 10 µA = 1000 µA

Następnie wykonujemy konwersję jednostek. Ponieważ 1000 µA = 1 mA, poprawny wynik to 1 mA.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne:

  • 10 mA – odpowiadałoby sytuacji, w której β byłoby równe 1000 albo gdyby ktoś omyłkowo przeliczył 10 µA na 100 µA przed mnożeniem.
  • 100 mA – to typowy błąd rzędu wielkości: mylenie przedrostków (µ i m) lub dopisanie zera bez sprawdzenia, że 10 µA · 100 daje 1000 µA, a nie 100 000 µA.
  • 1 A – wynik całkowicie niezgodny z danymi; aby uzyskać 1 A przy β=100, prąd bazy musiałby wynosić około 10 mA, a nie 10 µA.

Wskazówka egzaminacyjna: po obliczeniu zawsze sprawdź rząd wielkości. Skoro prąd bazy jest w mikroamperach, a β ma wartość 100, wynik powinien wyjść w okolicach miliamperów (bo 100·µA = setki µA, czyli ~mA).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co oznacza wzmocnienie prądowe β w tranzystorze NPN?
β (hFE) to przybliżony stosunek prądu kolektora do prądu bazy w obszarze aktywnym: IC ≈ β·IB. Informuje, jak "silnie" prąd bazy steruje prądem kolektora. W praktyce β zależy od prądu, temperatury i konkretnego egzemplarza.
Jak obliczyć prąd kolektora I_C, gdy znam β i I_B?
Stosuje się zależność dla obszaru aktywnego: IC ≈ β·IB. Najpierw mnożysz β przez prąd bazy, a potem dbasz o jednostki (µA, mA, A). Na koniec warto sprawdzić rząd wielkości, aby wychwycić błąd w przedrostkach.
Dlaczego w zadaniach przyjmuje się I_C = β·I_B, a nie inną zależność?
To uproszczony model tranzystora bipolarnego w obszarze aktywnym, używany do szybkich obliczeń egzaminacyjnych. W rzeczywistości β nie jest stałe i zależy od warunków pracy, ale dla podstawowych zadań przyjęcie stałego β pozwala poprawnie oszacować prądy w układzie.
Kiedy wzór I_C = β·I_B nie będzie poprawny?
Gdy tranzystor wejdzie w nasycenie (np. w układzie kluczującym) albo w odcięcie. W nasyceniu prąd kolektora ogranicza obciążenie i zasilanie, a nie samo β. Dlatego w praktyce do klucza przyjmuje się "wymuszone β" i dobiera większy prąd bazy.
Jak szybko przeliczać mikroampery na miliampery w obliczeniach?
Pamiętaj o przedrostkach: 1 mA = 1000 µA. Czyli aby zamienić µA na mA, dzielisz przez 1000. W drugą stronę (mA na µA) mnożysz przez 1000. W zadaniach z β często wychodzi 1000 µA, co od razu warto rozpoznać jako 1 mA.
Czy β = 100 oznacza, że zawsze dostanę 1 mA z 10 µA bazy?
W zadaniu teoretycznym tak, bo przyjmujemy stałe β. W realnym układzie β bywa różne dla różnych egzemplarzy i zmienia się z temperaturą oraz prądem kolektora. Dlatego w projektowaniu zostawia się zapas i sprawdza dane z karty katalogowej oraz warunki pracy.
Jakie są typowe błędy w zadaniach na β i prądy tranzystora?
Najczęstsze są błędy jednostek (µA pomylone z mA), dopisanie lub zgubienie zera przy mnożeniu oraz założenie, że wzór działa także w nasyceniu. Pomaga zapis pośredni w µA (np. 1000 µA), a dopiero potem zamiana na mA.
Co to jest prąd bazy I_B i jaką ma rolę w tranzystorze NPN?
IB to prąd płynący przez złącze baza–emiter. W obszarze aktywnym steruje on prądem kolektora: im większy IB, tym większy IC (w przybliżeniu proporcjonalnie do β). To podstawowy mechanizm działania tranzystora bipolarnego jako wzmacniacza.
Jak odróżnić prąd kolektora od prądu emitera w prostych zadaniach?
W modelu podstawowym: IE = IC + IB. Prąd emitera jest więc nieco większy od prądu kolektora. W zadaniach typu β·IB zwykle liczy się IC. Jeśli pytają o IE, trzeba dodać IB.
Jak przygotować się do zadań egzaminacyjnych z tranzystorów bipolarnych?
Opanuj trzy rzeczy: (1) zależności prądowe IC≈β·IB i IE=IC+IB, (2) przedrostki jednostek (µ, m), (3) obszary pracy (odcięcie, aktywny, nasycenie). Ćwicz krótkie rachunki bez kalkulatora.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 83% zdających egzamin. średnio łatwe

Eksperci podkreślają: "W obszarze aktywnym tranzystora bipolarnego zachodzi zależność IC ≈ β·IB."

Źródła:

  • All About Circuits: "BJT Current Gain (Beta)" (zależność I_C ≈ β·I_B), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-4/current-gain-beta/ - dostęp 2026-03-05
  • Electronics Tutorials: "Bipolar Transistor Basics" (relacja prądów bazy i kolektora oraz hFE), https://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_1.html - dostęp 2026-03-05
  • Wikipedia (PL): "Tranzystor bipolarny" (opis wzmocnienia prądowego i zależności prądów), https://pl.wikipedia.org/wiki/Tranzystor_bipolarny - dostęp 2026-03-05

Materiały:

  • Podręcznik do elektroniki analogowej (rozdziały: tranzystor bipolarny, obszary pracy, parametry hFE/β)
  • Notatki z podstaw elektrotechniki: jednostki i przedrostki (µ, m, k)
  • Karty katalogowe tranzystorów bipolarnych (sekcja: DC current gain hFE)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego