LABORATORIJAS DARBI ELEKTRONIKĀ - Rīgas Valsts tehnikums

RĪGAS GAS VALSTS VALSTS TEHN TEHNIKUMS 

TEHN KUMS 

LABORATORIJAS DARBI 

ELEKTRONIKĀ 

Priekšvārds 

Rīga 2007 2 

Elektronikas teorētisko pamatu kursā Ĝoti svarīga nozīme ir labora- 

torijas darbiem. Laboratorijas darbu galvenais uzdevums ir atvieglot un 

nodrošināt teorijas apgūšanu, uzskatāmi iepazīstinot audzēkĦus ar aplūko- 

jamo teorētisko slēdzienu pielietojumu praksē. Laboratorijas nodarbības 

attīsta arī audzēkĦu iniciatīvu un patstāvību, dodot eksperimentēšanai va- 

jadzīgo pieredzi. 

Aprakstos doti darbu uzdevumi un īsi norādījumi par darba veikša- 

nas metodiku un lietojamo aparatūru. Konkrētākas ziĦas par darbā izman- 

tojamo aparatūru, tās novietojumu laboratorijas stendā un darba režīmiem 

sniegtas laboratorijā metodisko norādījumu stendā. Pirms nodarbības 

audzēkĦiem sīki jāizdomā darba plāns, jāiepazīstas ar attiecīgajiem jautā- 

jumiem, obligāti izstudējot attiecīgo lekciju materiālu un norādīto literatū- 

ru. Lai atvieglotu laboratorijas darbu veikšanu un paaugstinātu to efektivi- 

tāti - darba uzdevumā īpaši izdalīti tie punkti, kas audzēkĦiem obligāti jā- 

veic mājās, gatavojoties darbam laboratorijā. 

Laboratorijas darbu aprakstus sastādīja V. MeĜĦikovs. Šajā laborato- 

rijas darbu aprakstu izmantoti RTU, LLA un RTK laboratorijas darbu ap- 

raksti. 

mi. 

76 lapaspuses, 36 ilustrācijas, 22 tabulas, 16 bibliogrāfiskie nosauku

SATURS 

Priekšvārds 2 

Saturs 3 

1. Laboratorijas darbu izpildīšanas noteikumi 4 

1.1. 

1.2. 

Ievads 4 

Drošības tehnikas instrukcija audzēkĦiem elektrotehnikas 

laboratorijā 

Norādījumi par elektrotehnikas laboratorijas darbu veikšanas 

kartību 

1.3. Noradījumi par darba protokolu 10 

1.4. 

Īsas ziĦas par laboratorijas darbos lietotajiem mēraparātiem 

2. Laboratorijas darbi elektronikā 21 

2.1. Pusvadītāju sprieguma stabilizators 21 

2.2. Bipolārais tranzistors 27 

2.3. Tiristors 35 

2.4. Tranzistora maiĦsprieguma pastiprinātājs. 41 

2.5. Operacionālais pastiprinātājs 49 

2.6 Loăiskie elementi 57 

2.7. Nevadāmie taisngrieži. 63 

2.8. Vadāms taisngriezis. 70 

Ieteicama literatūra 75 

3 

5 

7 

15 

1. LABORATORIJAS DARBU IZPILDĪŠANAS NOTEIKUMI 

IEVADS 

Darbu uzdevumi paredzēti 2 stundu nodarbībām laboratorijā. Pir- 

majā nodarbībā audzēkĦiem sniedz ievadinstruktāžu un paskaidrojumus, 

viĦi iepazīstas ar drošības tehnikas noteikumiem un darbu veikšanas kārtī- 

bu teorētiskās elektrotehnikas laboratorijā. 

Turpmākajās nodarbībās 2 stundās jāveic viens darbs. Konkrētos 

strādājamos laboratorijas darbus nosaka nodarbību vadītājs. Nodarbības 

ETP un elektronikas laboratorijā notiek pēc frontālās metodes, t.i. visa 

grupa vienlaikus strādā vienu un to pašu darbu. 

Aprakstos doti darbu uzdevumi un īsi norādījumi par darba veikša- 

nas metodiku un lietojamo aparatūru. Konkrētākas ziĦas par darbā izman- 

tojamo aparatūru, tās novietojumu laboratorijas stendā un darba režīmiem 

sniegtas laboratorijā metodisko norādījumu stendā. Pirms nodarbības 

audzēkĦiem sīki jāizdomā darba plāns, jāiepazīstas ar attiecīgajiem jautā- 

jumiem, obligāti izstudējot attiecīgo lekciju materiālu un norādīto literatū- 

ru. Lai atvieglotu laboratorijas darbu veikšanu un paaugstinātu to efektivi- 

tāti, darba uzdevumā īpaši izdalīti tie punkti, kas audzēkĦiem obligāti jā- 

veic mājās, gatavojoties darbam laboratorijā. 

4

1.1. DROŠĪBAS TEHNIKAS INSTRUKCIJA AUDZĒKĥIEM 

ELEKTROTEHNIKAS LABORATORIJĀ 

I Vispārīgās prasības 

Laboratorijas darbus atĜauts strādāt tikai tiem audzēkĦiem, kuri iepa- 

zīstināti ar šo instrukciju, izpratuši prasības un parakstījušies par šo la- 

boratorijas drošības tehnikas instruktāžu žurnālā. Neizpildot Instrukcijas 

prasību neievērošanas gadījumā, audzēkĦus var atstādināt no darba. In- 

struktāža jāatkārto gadījumos, kad audzēknis nav ievērojis instrukcijas 

prasības. 

II Pirms darba 

1. Norādītajā darba vietā pārliecinieties, vai darba vietas slēgdēĜa slē- 

dži ir atslēgti (rokturiem jābūt horizontāli) un laboratorijas autotransfor- 

matora rokturis atrodas «0» stāvoklī. 

2. Laboratorijas darba iekaltu novietojiet tā, lai būtu ērti strādāt un ne- 

būtu iespējams nejauši pieskarties neizolētām strāvu vadošajām daĜām. 

Tas var apdraudēt veselību vai pat dzīvību. 

3. Shēmas slēgšanai lietojiet tikai laboratorijā saĦemamos vadus ar 

nebojātu izolāciju. Vadu garumiem jābūt piemērotiem, lai nerastos cilpas 

un nevajadzīga vadu krustošanās. Visus neizlietotos vadus novietojiet at- 

pakaĜ vadu novietnē. 

4. Pārbaudiet shēmas pareizību. Ja shēma pareiza, jālūdz darba vadī- 

tājs vai laborants to pārbaudīt un pieslēgt spriegumam. 

5. AudzēkĦiem ir tiesības lietot vienīgi to iekārtu, kas attiecīgajā dar- 

ba vietā nodota viĦu rīcībā. Darboties ar citu darba vietu iekārtu - ieslēgt 

5 

slēdžus, regulēt reostatus u. tml. noliegts. 

III. Darba laikā 

Pēc sprieguma pieslēgšanas audzēkĦiem aizliegts: 

a) pieskarties shēmā ieslēgto ierīču un aparātu neizolētajām daĜām; 

b) izdarīt shēmā pārslēgumus vai aparātu nomaiĦu (ja tas nepiecie- 

šams, vispirms jāatslēdz darba vietas slēdzis); 

c) atstāt darba vietu bez uzraudzības. 

Ja darba gaitā darba vietas slēdzis atslēgts shēmas pārkārtošanai, tad 

pieslēgt spriegumu drīkst tikai pēc tam, kad saĦemta darbu vadītāja vai la- 

boranta atĜauja. 

Ja notikusi avārija, kā arī tad, ja tīklā pazūd spriegums, nekavējoties 

jāatslēdz darba vietas slēdzis. Par to tūlīt jāziĦo darbu vadītājam vai labo- 

rantam. 

Aizliegts staigāt no vienas darba vietas uz citu, traucēt citus ar saru- 

nām, iejaukties citu darbā - atvienot vadus, slēgt slēdžus u. tml. 

Darba laikā ievērojiet klusumu. 

Par laboratorijas darba laikā lietotās iekārtas un mēraparātu bojāju- 

miem nekavējoties ziĦojiet laborantam vai pasniedzējam. 

Ja noticis nelaimes gadījums, tad, ja iespējams, paziĦojiet par to paši, 

vai ar citu starpniecību darbu vadītājam. 

Pēc mērījumu nolasīšanas atslēdziet darba vietas slēdzi, bet laboratori- 

jas autotransformatora rokturis jānostāda «0» stāvoklī. 

Shēmas izjaukšanai saĦemiet darba vadītāja atĜauju. Atvienojiet va- 

dus, aparātus novietojiet tiem paredzētajās vietās, bet vadus - vadu noviet- 

nē. Darba vietu laboratorijā drīkst atstāt tikai pēc tās nokārtošanas un no- 

6

došanas laborantam. 

1.2. NORĀDĪJUMI PAR ELEKTROTEHNIKAS LABORATORI- 

JAS DARBU VEIKŠANAS KĀRTĪBU 

I. Sagatavošanās darbam un pielaide pie darba 

1. Pirms ierašanās laboratorijā audzēkĦiem jāsagatavojas darba veik- 

šanai. Nepieciešamās teorētiskās zināšanas jāiegūst, izstudējot lekciju 

konspektu par attiecīgo tēmu un darba 

aprakstā norādītos literatūras avotus. 

2. Katram audzēknim mājās jāsagatavo individuāli iesniedzamā proto- 

kola sagatave, kurā obligāti jāiezīmē visas darbā slēdzamās shēmas un jā- 

uzraksta atbildes un darba uzdevuma daĜas visiem jautājumiem. Protokola 

sagatavē jāiezīmē arī mērinstrumentu tabula un tabulas mērījumu rezultātu 

pierakstīšanai. No metodisko norādījumu stenda, kurš atrodas laboratorijā, 

mērinstrumentu tabulā jāieraksta darbam nepieciešamā aparatūra. 

3. Ierodoties uz nodarbībām laboratorijā, katram audzēknim jāuzrāda 

iepriekšējā punktā minētajām prasībām atbilstoša sagatave un jānodod pil- 

nīgi pabeigts un aizstāvēšanai sagatavots iepriekšējā reizē nostrādātā labo- 

ratorijas darba protokols. 

4. Nodarbību laikā laboratorijā audzēkĦiem: 

a) jāsaĦem atĜauja veikt darbu; 

b) jāveic darbs (jāslēdz shēmas, jāizdara nepieciešamie mērījumi un 

jāieraksta to rezultāti protokolā jau iepriekš sagatavotajās tabulās); 

c) jāaizstāv nodoto laboratorijas darbu protokoli. 

7 

5. AudzēkĦu sagatavotību laboratorijas darbam pārbauda pasniedzējs, 

uzdodot viĦiem kontroljautājumus par teoriju, darba gaitu, shēmas darbī- 

bu, lietojamām formulām un sagaidāmajiem rezultātiem. Kontroljautāju- 

mus uzdod mutiski vai rakstiski. 

6. AudzēkĦiem, kuri neizpilda šo noteikumu 3. punkta prasības, kon- 

troljautājumus neuzdod un neatĜauj strādāt. AtĜauju strādāt nesaĦem arī tie 

audzēkni, kuru teorētiskā sagatavotība tiek atzīta par nepietiekamu. 

7. AudzēkĦiem, kuriem nav atĜauts strādāt, atlikušais nodarbības laiks 

jāizmanto teorijas apgūšanai un jau nostrādāto darbu protokolu noformē- 

šanai un aizstāvēšanai. 

8. Tie darbi, kurus audzēknis nav nostrādājis plānotajos nodarbību lai- 

kos, veicami parādniekiem paredzētajā laikā. Lai audzēknis šajā laikā varē- 

tu strādāt, viĦam iepriekš jāsaĦem atĜauja strādāt no sava pasniedzēja. At- 

Ĝauju strādāt audzēknis saĦem pēc tam, kad apguvis vajadzīgās priekšzinā- 

šanas un sagatavojis darba protokolu. Ja darbs nav veikts plānotajā nodar- 

bību laikā bez attaisnojoša iemesla, par darbu ārpus šī laika jāsamaksā pa- 

redzētā kompensācija. 

II . Darbs laboratorijā 

9. Eksperimentālo darbu laboratorijā audzēkni strādā individuāli vai pa 

brigādēm (2-3 audz.). Brigādes locekĜi uzdoto darbu veic kopīgi, bet katrs 

patstāvīgi raksta darba protokolu un atskaitās par padarīto darbu. 

10. Katra brigāde strādā atsevišėā darba vietā, kurā novietota visa 

darbam nepieciešamā aparatūra. Atsevišėos gadījumos vajadzīgie aparāti 

vai iekārtas jāprasa no laboranta. Tos patstāvīgi Ħemt no citām darba vie- 

tām ir aizliegts. 

8

11. Pirms darba sākšanas brigādes rīcībā nodotie aparāti un iekārtas 

jāapskata. Par ievērotajiem bojājumiem nekavējoties jāziĦo laborantam. 

12. Brigādes locekĜi atbild par visiem zaudējumiem, kādi var rasties 

laboratorijas darba kārtības vai drošības tehnikas prasību neievērošanas 

dēĜ, kā arī nepareizi rīkojoties ar mēraparātiem vai citu laboratorijas iekār- 

tu. 

13. Pētīšanai paredzētā shēma audzēkĦiem jāsaslēdz pastāvīgi, lai tā 

būtu pārskatāma un nerastos nevajadzīgi vadu krustojumi, jālieto atbilsto- 

ša garuma vadi. Pēc shēmas saslēgšanas jāsaĦem nodarbības vadītāja 

vai laboranta atĜauja pieslēgt shēmu spriegumam. AtĜauja pieslēgšanai 

jāsaĦem arī tad, ja shēmā izdarīti kādi pārkārtojumi. Spriegumu iekār- 

tai drīkst pieslēgt tikai tik ilgi, kamēr izdara mērījumus vai novēro shēmas 

darbību. Novērošanas darbu pārtraucot, spriegums jāizslēdz. 

14. Sākot eksperimentu, reostati u.c. regulējamie aparāti jāieregulē, lai 

ėēdē būtu minimāla strāva un spriegums, visiem mērinstrumentiem jāie- 

slēdz maksimālais mērapjoms. Pēc tam, kad mērāmas lielums aptuveni 

noteikts, jāizvēlas tāds mērapjoms, lai mērot tiktu izmantotas aptuveni trīs 

ceturtdaĜas no mērinstrumenta skalas. Ja mērāmais lielums ir mazāks par 

vienu ceturtdaĜu no instrumenta mērapjoma, tad mērījumu kĜūdu samazi- 

nāšanai jāizvēlas cits (mazāks) mērapjoms. Ja nepieciešams zināt darbā 

izmantotā pieslēgu sprieguma vērtību vai arī shēmā lietoto reostatu pretes- 

tības, tad šie lielumi ir jāizmēra. Aprēėinos nedrīkst izmantot uz slēgdē- 

Ĝiem un reostatiem norādītās nominālo lielumu vērtības, jo tās var būt stip- 

ri aptuvenas. 

15. Veicot eksperimentālo darbu laboratorijā, mērinstrumentu rādīju- 

9 

mi jāieraksta protokolā mājās sagatavotajās mērījumu tabulās. Pirms jeb- 

kuras darba shēmas izjaukšanas iegūtie rezultāti jāuzrāda pasniedzējam. 

Shēmas izjaukšanai atĜauju dod pasniedzējs. Pirms šīs atĜaujas saĦemša- 

nas shēmu izjaukt aizliegts, lai vajadzības gadījumā būtu iespējams 

mērījumus atkārtot. 

III. Protokola sagatavošana un darbu ieskaitīšana 

16. Par katru nostrādāto darbu ne katram audzēknim jāiesniedz aizstā- 

vēšanai sagatavots protokols. Par to, kādam jābūt protokolam, sīkāk pa- 

skaidrots. 

Norādījumos par darba protokolu. Lai pārliecinātos, ka attiecīgajam 

darbam teorētiskā viela apgūta un izprasta pareizi, audzēknim jāsagatavo 

atbildes uz katru no laboratorijas darba dotajiem kontroljautājumiem. 

17. Protokola un datu secinājumu pareizība audzēknim jāapliecina ar 

savu parakstu. 

18. Protokols jāiesniedz nākamas nodarbības sakuma, un nodarbības 

laika tas jāaizstāv. 

19. Nepilnīgi protokoli audzēknim jālabo vai jāpapildina. Šis darbs 

noteikti jāveic līdz nākamajai nodarbībai. 

20. Ja visi darbi veikti un ieskaites iegūtas savlaikus, ieskaitāmo darbu 

aizstāvēšana semestra beigās nav paredzēta. 

1.3. NORĀDĪJUMI PAR DARBA PROTOKOLU 

Protokols jāraksta uz 210 x 297 mm (A4) formāta lapām, izvietojot 

tekstu lapā tā, lai būtu aizpildīta arī pirmā lapas puse, atstājot lapas kreisa- 

jā pusē 25 mm platu malu protokola iešūšanai. 

10

Protokola saturs: 

(Vieta zīmogam) RVT nodaĜa, specialitāte, kurss, grupa, 

1. Darba shēmas 

2. Teorētiskais pamatojums. 

ETP un Elektronikas laboratorija 

Darba nr. 

Darba nosaukums 

3. Izmantojamo aparātu un mērinstrumentu tabula. 

4. Mērījumu un aprēėinu tabulas. 

5. Aprēėinu piemēri. 

6. Grafiskā dala. 

7. Darba analīze un slēdzieni. 

8. Datums un paraksts. 

11 

audzēkĦa vārds, uzvārds 

1. Visas laboratorijas darba veikšanai nepieciešamās shēmas jāiezīmē 

protokolā. Ja darba aprakstā shēmas nav dotas, tās jāsastāda audzēknim 

pašam. Shēmās jāparedz visi vajadzīgie mērinstrumenti. Shēmas jāzīmē ar 

zīmuli, izmantojot lineālu, cirkuli vai šablonus. Jālieto Valsts standartos 

esošie grafiskie apzīmējumi un simboli. 

2. Jāizpilda un jāieraksta protokolā laboratorijas darba apraksta prasī- 

tie teorētiskie formulu izvedumi, jāuzzīmē sagaidāmās grafiskās sakarības, 

vektoru diagrammas un jādod izteiksmes, kas nepieciešamas eksperimenta 

rezultātu apstrādei. 

3. Izmantotās aparatūras un mērinstrumentu tabula ir 1.1. tabula. 

4. Līdz darbam laboratorijā mājās jāsagatavo mērījumu un aprēėinu 

tabulas. Iepazīstoties ar darba uzdevumu, jānoskaidro, kādi lielumi jāiz- 

mēra un kādi atrodami aprēėinu gaitā. Vadoties no tā, jāsastāda mērījumu 

un aprēėinu tabulas, kur katram mērāmajam lielumam tabulā jāparedz di- 

vas ailes, - mērāmais lielums iedaĜās un mērvienībās. Katrai mērījumu ta- 

bulai vai mērījumu sērijai jādod nosaukums saskaĦā ar darba uzdevumu. 

Ieteicams sastādīt kopēju mērījumu un aprēėinu tabulu, paredzot tajā ailes, 

kur ierakstīt kā eksperimentāli noteiktos, tā arī vēlāk aprēėinātos lielumus. 

Ja mērāmo lielumu ir daudz un vienā tabulā vietas trūkuma dēĜ 

Nr. 

p.k. 

1. 

2. 

3. 

4. 

... 

Aparāta 

nosaukums 

Rūpnīcas 

Nr. 

Lietotie mērīšanas aparāti 

Inventāra 

Nr. 

12 

Sistēmasapzīmējums 

Pārējās aparatūras tabula ir 1.2. tabula: 

Aparatūras 

nosaukums 

Pārējā pielietotā aparatūra 

Precizitātes 

klase 

Lietotaismērapjoms 

1.1. tabula 

Piezīmes 

1.2. tabula 

Jauda Spriegums Strāva Pretestība Piezīmes

nevar uzrādīt arī aprēėinātos lielumus, tad aprēėinu tabula jāzīmē atseviš- 

ėi. Veicot mērījumus laboratorijā, tabulā vispirms jāuzrāda mērinstrumen- 

tu mērapjoms un skalas iedaĜu skaits un tikai tad jāsāk pierakstīt mērins- 

trumentu rādījumi iedaĜās (sk. piemēru 1.3. tabulā). Ja mērapjoms tiek 

mainīts, tas jāuzrāda tabulā. Gadījumos, kad tas viegli izdarāms (pēc 

audzēkĦa ieskata), mērāmo lielumu var tūlīt pierakstīt, izteiktu mērvienī- 

bās. Tad iedaĜu aili var neaizpildīt. 

1.3. tabula 

Piemērs. Mērinstrumentu rādījumi iedaĜās 

Nr. 

I U 

p.k. ied. A ied. V 

0/75A; 75 ied. 150V; 75 ied. 

1. 22 0,22 22 44 

2. 36 0,36 38 76 

3. 55 0,55 53 106 

1,5A; 75 ied. 

4. 37 0,74 70 140 

5. 41 0,82 79 158 

5. Arī visi aprēėinātie lielumi jāsakopo tabulās. Katras mērījumu tabu- 

las vienai rindai (vienam režīmam) jādod visu nosakāmo lielumu aprēėina 

piemēri. Vispirms jāuzraksta formula ar burtu simboliem, pēc tam jāievie- 

to skaitĜi, jāparāda aprēėinu gaita un jādod iegūtais rezultāts, uzrādot arī 

mērvienību. 

6. Darba uzdevumā prasītās vektoru diagrammas un līknes jāzīmē uz 

milimetru papīra (vēlams 210 x 297 mm). Zīmēšanai jālieto cirkulis, line- 

āls, zīmulis, krāsainie zīmuĜi AtĜauts izmantot arī datoru. Zīmējot dia- 

grammas un grafikus, jāievēro arī standartu noteiktie mērogi (mērvienību 

13 

skaits 1 cm jāizsaka ar skaitĜiem 1·10 n , 2·10 n vai 5·10 n , kur n —jebkurš 

vesels skaitlis). 

Konkrēto mērījumu rezultātiem grafikā jābūt iezīmētiem punktu vei- 

dā. Norisi raksturojošā līkne izvelkama kā tieva līnija caur šiem punktiem. 

Ja visi punkti neatrodas uz teorētiski sagaidāmās līnijas - taisnes vai līk- 

nes, tā jāvelk kā vidējā līnija caur iespējami lielāku punktu skaitu, sagla- 

bājot sakarības raksturu. NomaĜus stāvošos punktus, kas norāda uz gadī- 

juma kĜūdām, var neievērot. Par tiem jāsniedz paskaidrojumi darba analīzē 

un slēdzienos. 

Ja vienā diagrammā attēlo vairākus mainīgus lielumus, tad atsevišėām 

līnijām ieteicams izvēlēties katrai savu krāsu. Pie katras līnijas jāpieraksta 

tā lieluma simbols, kura maiĦu līnija attēlo (1.1. att. un 1.2. att.). 

7. Protokols jāpabeidz ar darbā iegūto rezultātu analīzi. Jādod secinā- 

jumi par iegūto diagrammu un līkĦu atbilstību teorētiskajiem apsvēru- 

miem. Ja atklājas būtiskas nesaskaĦas, jāpaskaidro to iemesli; vajadzības 

gadījumā mērījumi jāatkārto. 

8. Protokola datu un secinājumu pareizību audzēknis apliecina ar sa- 

vu parakstu. 

1.1. att. Piemēri grafiku un vektoru diagrammu zīmēšanai 

14

7. Protokols jāpabeidz ar darbā iegūto rezultātu analīzi. Jādod seci- 

nājumi par iegūto diagrammu un līkĦu atbilstību teorētiskajiem apsvēru- 

miem. Ja atklājas būtiskas nesaskaĦas, jāpaskaidro to iemesli; vajadzības 

gadījumā mērījumi jāatkārto. 

savu parakstu. 

8. Protokola datu un secinājumu pareizību audzēknis apliecina ar 

1.2. att. Piemērs grafiku zīmēšanai 

1.4. ĪSAS ZIĥAS PAR LABORATORIJAS DARBOS 

LIETOTAJIEM MĒRAPARĀTIEM 

1.4.1. Mēraparātu kĜūdas un precizitātes klases 

Katrs mērījums neizbēgami ir saistīts ar mērījuma kĜūdu. Pirms izvē- 

las mēraparātus un mērīšanas metodes, jāzina, kā tos lieto, lai kĜūdas būtu 

minimālas. 

15 

Mēraparāta precizitāti novērtē ar kĜūdu skaitlisko izteiksmi: 

a) ar absolūto kĜūdu 

∆ = xmēr – x , 

kur ∆ - mērījuma kĜūda, kas izteikta mērāmā lieluma vienībās; 

xmēr - ar mēraparātu izmērītais lielums; 

x - mērāmā lieluma patiesā vērtība; 

b) ar reducēto kĜūdu 

∆ 

γ = ⋅100% 

, 

xN 

kur xN - mēraparāta rādījumu diapazons (skalas vērtību apgabals, kas ie- 

robežots ar skalas beigu un sākuma vērtībām). 

Mērījumu precizitāti novērtē ar relatīvo kĜūdu: 

∆ 

δ = ⋅100% 

. 

x 

Normālos darba apstākĜos kĜūda rodas tikai paša mēraparāta defektu 

dēĜ. Šādos apstākĜos atrasto reducēto kĜūdu sauc par pamatkĜūdu. 

PieĜaujamā pamatkĜūda nosaka mēraparāta precizitātes klasi. Tā tiek 

norādīta procentos uz mēraparāta skalas. Piemēram, ampērmetriem un 

voltmetriem ir šādas precizitātes klases: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 

4,0; 5,0. 

1.4.2. Laboratorijā lietojamo elektrisko mēraparātu īpatnības 

Elektrotehnikas un elektronikas laboratorijas darbu veikšanai labora- 

torijā lieto magnētelektriskā, elektromagnētiskā, elektrodinamiskā un fe- 

16

odinamiskā darbības principa analogos mēraparātus, kā arī ciparu mēr- 

aparātus. 

Laboratorijā lietojamo analogo elektrisko mēraparātu galvenie rakstu- 

rojumi doti 1.4. tabulā, bet pieĦemtie apzīmējumi uz mēraparāta un tā ska- 

las – 1.5. tabulā. 

Strāvas un sprieguma mērīšana. Magnētelektriskās sistēmas mērapa- 

rāti uzrāda mērāmā lieluma – strāvas vai sprieguma vidējo vērtību (līdz- 

strāvas komponenti). Elektromagnētiskās un elektrodinamiskās sistēmas 

mēraparāti uzrāda mērāmā lieluma efektīvo (vidējo kvadrātisko) vērtību. 

Magnētelektriskās sistēmas mēraparāti ar tilta shēmas taisngriezi (divu 

pusperiodu) mēra moduĜa vidējo vērtību. Izpildot laboratorijas darbus, 

līdzstrāvas vai līdzsprieguma mērīšanai ieteicams lietot tikai magnētelek- 

triskās sistēmas mēraparātus, jo laboratorijā līdzstrāvas avots ir taisngriežu 

iekārta, kuras spriegums atšėiras no līdzsprieguma (tas satur pulsācijas). 

Strāvas mērīšanai ėēdē virknē ieslēdz ampērmetru. Ampērmetra ieda- 

Ĝas vērtību aprēėina, lietojot formulu 

I AN 

c = [ A / ied.] 

, 

α 

kur IAN - ampērmetra nominālā strāva (norādīta uz mēraparāta). 

max 

αmax - ampērmetra pilnas skalas iedaĜu skaits. 

Sprieguma mērīšanai lieto voltmetru, ko tieši pieslēdz punktiem, starp 

kuriem jāmēra spriegums. Voltmetra iedaĜas vērtību aprēėina atkarībā no 

izvēlētā sprieguma mērapjoma UVN: 

U VN 

c = [ V / ied.] 

. 

α 

max 

17 

Aktīvās jaudas mērīšana vienfāzes ėēdēs. Aktīvās jaudas mērīšanai 

lieto elektrodinamiskos un ferodinamiskos vatmetrus. Vatmetra ieslēgša- 

nas noteikums: strāvas spoli (izvadi 1-2, 1.3. att. a,b) ieslēdz virknē ar slo- 

dzi, pie kam spoles sākumam (ar zvaigznīti apzīmētā spaile) jābūt avota 

pusē; pēc tam sprieguma spoli (izvadi 3-4) pieslēdz paralēli avotam vai 

slodzei, pie kam spoles sākums jāpieslēdz tam vadam, kurā ieslēgta vat- 

metra strāvas spole. 

Elektrisko mēraparātu galvenie raksturojumi 

Uz skalas apzīmētais 

mēraparāta 

darbības princips 

Mēraparāta uzbūves sistēma Magnētelektriskā 

18 

Elektromagnētiskā 

Precizitāte Liela Apmierinoša 

Elektrodinamiskā 

1.4. tabula 

Ferodinamiskā 

Liela Mazāka kā 

elektrodinamiskai 

Jutība Liela Maza Maza Vidēja 

Enerăijas patēriĦš Mazs Liels Liels Vidējs 

Izturība pret pārslodzēm Maza Liela Maza Maza 

Ārēju magnētisko lauku ie- Maza Liela Liela Maza 

tekme Skalas raksturs Vienmērīgs NevienmēNevienmē- Gandrīz 

rīgsrīgs un 

vienmērīgs 

vienmērīgs 

Pielietošana (strāvas veids) Līdzstrāva Līdzstrāva 

un 

maiĦstrāva 

Mērāmie lielumi Vidējā vērtība 

Efektīvā 

vērtība 

Līdzstrāva 

un 

maiĦstrāva 

Efektīvā 

vērtība 

Līdzstrāva 

un 

maiĦstrāva 

Efektīvā 

vērtība

1.5. tabula 

Uz mēraparātiem un to skalas esošie pieĦemtie apzīmējumi 

19 

1.3. att. Vatmetra ieslēgšana: a) nosacītais apzīmējums; 

b) slēguma shēma bez strāvmaiĦa; c) slēguma shēma ar strāvmaini 

Vatmetra vienas iedaĜas vērtību aprēėina, lietojot formulu 

U W I W 

c = [ W / ied.] 

, 

α 

kur UW un IW - vatmetra sprieguma un strāvas mērapjomi. 

max 

20

2. LABORATORIJAS DARBI ELEKTRONIKĀ 

2.1. PUSVADĪTĀJU SPRIEGUMA STABILIZATORS 

1. Darba mērėis 

1.1. Iepazīties ar stabilitrona raksturlīknēm 

1.2. Izpētīt stabilitrona darbu sprieguma stabilizācijas shēmā. 

2. Darba teorētiskais pamatojums 

Līdzsprieguma kvalitāti raksturo sprieguma stabilitāte un pulsāciju 

amplitūda. Lai panāktu nepieciešamo barošanas sprieguma stabilitāti, lieto 

dažādas sarežăītības pakāpes stabilizatorus. Pulsāciju amplitūdu samazina 

ar dažādiem gludinātāj-filtriem. 

Nelielas jaudas līdzsprieguma barošanas avotos stabilizatorus veido, 

izmantojot nevadāmus nelineārus elementus, un tos sauc par parametriska- 

jiem stabilizatoriem. Sarežăītākos gadījumos stabilizatorus veido, pielieto- 

jot vadāmus nelineārus elementus. Tādējādi izveido automātiskās regulēša- 

nas sistēmas, kuras sauc par kompensācijas sistēmām. 

Parametrisko stabilizatoru kā nelineāru elementu parasti veido, iz- 

mantojot stabilitronu. Tā shēma attēlota 2.1. att. Nelineārais elements pie- 

slēgts paralēli slodzei, bet balasta pretestība Rb ieslēgta virknes slēgumā. 

Izmainoties spriegumam UB, mainās nelineārā elementa strāvas lielums. 

Rezultātā, uzturot nemainīgu izejas spriegumu Uiz mainās sprieguma 

kritums uz balasta pretestību. Zudumu jaudu balasta pretestībā nosaka ti- 

kai ieejas un izejas spriegumu starpība. 

Lai samazinātu ārējās temperatūras ietekmi, virknē ar stabilitronu 

slēdz diodi, kas savukārt pasliktina izejas sprieguma stabilitāti. Lai palie- 

21 

linātu kopējo stabilitāti, pielieto tiltiĦa shēmu (2.2. att.). Stabilizatora iz- 

ejas spriegums vienāds ar stabilitrona VD un pretestības Rd spriegumu 

starpību. Šajā gadījumā iespējams radīt termostabilizāciju. Ja spēkā nosa- 

r d Rd 

cījums = , 

R R 

b1 

b2 

kur rd - stabilitrona diferenciālā pretestība, tad izejas spriegums Uiz atkarī- 

bā no Uie mainās Ĝoti mazās robežās. Tā kā diferenciālā pretestība rd ir at- 

karīga no strāvas lieluma, kas plūst caur stabilitronu, tad stabilizācijas pa- 

kāpe būs nodrošināta tikai pie noteikta Uie un noteiktas slodzes strāvas lie- 

luma. 

2.1. att. Parametriskais līdzsprieguma 

stabilizators (ar paralēli slēgtu stabilitronu) 

3. Laboratorijas iekārtas apraksts 

22 

2.2. att. Parametriskā stabilizatora 

(ar stabilitrona tiltiĦa slēgumu) shēma 

Iekārtas shēma attēlota 2.3. attēlā. Visi elementi, izĦemot mēraparātus, 

izvietoti uz paneĜa. Stabilizatora ieejas spriegumu regulē ar potenciometru 

R3. Ar pārslēgu S1 var mainīt stabilitronam V1 pievadītā sprieguma pola- 

ritāti. UzĦemot stabilitrona voltampēru raksturlīkni, slodzes rezistoru R2 

atslēdz ar slēdzi S2. Strāvu I1 balasta rezistorā, slodzes strāvu Isl un sprie-

gumu Uie mēra ar magnētelektriskās sistēmas mēraparātiem, bet izejas 

spriegumu Uiz - ar ciparu voltmetru. 

2.3. att. Shēma stabilitrona un sprieguma stabilizatora pētīšanai. 

4. Iepriekšējā sagatavošanās 

4.1. Izstudēt pusvadītāju stabilitrona uzbūvi un darbības principu. 

4.2. Uzzīmēt stabilitrona voltampēru raksturlīkni un noskaidrot, kā no 

tās var noteikt stabilitrona parametrus - stabilizācijas spriegumu UZ un di- 

ferenciālo pretestību Rd . Uzrakstīt formulu diferenciālās pretestības aprē- 

ėinam. 

4.3. Iepazīties ar slēguma shēmu (2.3. att.) un noskaidrot tās elementu 

nozīmi. Noskaidrot sprieguma stabilizatora darbības principu, mainoties 

ieejas spriegumam Uie un slodzes strāvai Isl. 

4.4. Uzzīmēt sakarību Uiz = f(Uie), ja R2 = const. Izdomāt, kā jārīkojas, 

lai no tās noteiktu 

stabilizācijas koeficientu. 

5. Darba uzdevums 

5.1. Iepazīties ar pētāmā stabilitrona tehniskajiem datiem un ierakstīt 

tos protokolā. Pierakstīt arī balasta rezistora R1 pretestību. 

23 

5.2. Saslēgt ėēdi saskaĦā ar 2.3. attēlā. 

5.3. UzĦemt stabilitrona voltampēru raksturlīkni, ja stabilitronam pie- 

likts caurlaides virziena spriegums un sprostspriegums. Mērījumu rezultā- 

tus ierakstīt 2.1. tabulā. 

Nr. 

p.k. 

Voltampēru raksturlīkne 

Caurlaides virziens Sprostvirziens 

Uiz I1 Uiz I1 

c= c= 

V ied. mA V ied. mA 

24 

3.1. tabula 

5.4. UzĦemt stabilizatora izejas sprieguma atkarību no ieejas spriegu- 

ma Uiz=f(Uie) pie nemainīgas slodzes pretestības R2. Mērījumu rezultātus 

ierakstīt 2.2. tabulā. 

Nr. 

p.k. 

Sakarība Uiz= f(Uie) 

Uie 

Uiz 

c= 

ied. V V 

3.2. tabula 

5.5. Ieregulēt Uie=15+0,5 . M (V), kur M - audzēkĦa apliecības numura 

priekšpēdējais cipars. UzĦemt sakarību Uiz=f(Isl). Mērījumu rezultātus ie- 

rakstīt 2.3. tabulā. 

Nr. 

p.k. 

Sakarība Uiz= f(Isl) 

Uie Isl Uiz 

c= c= 

ied. V ied. mA V 

3.3. tabula

5.6. Uzzīmēt stabilitrona voltampēru raksturlīkni I1 = f(Uiz) un, to iz- 

mantojot, noteikt stabilitrona parametrus - stabilizācijas spriegumu UZ un 

diferenciālo pretestību Rd . 

5.7. Uzzīmēt sprieguma stabilizatora izejas sprieguma atkarību no ie- 

ejas sprieguma - Uiz= f(Uie) un noteikt stabilizācijas koeficientu. 

5.8. Uzzīmēt sakarības Uiz= f(Isl) grafiku. Izmantojot šo grafiku, izrē- 

ėināt balasta rezistora R1 pretestību. Noteikt maksimālo slodzes strāvu, 

pie kuras vēl iespējama sprieguma stabilizācija. 

6. Norādījumi un metodiskas rekomendācijas 

Stabilitronam sasilstot, tā stabilizācijas spriegums nedaudz palielinās. 

TādēĜ, lai iegūtu stabilākus izejas voltmetra rādījumus, ieteicams pēc 

sprieguma pieslēgšanas ieregulēt maksi- 

mālo ieejas spriegumu un dažas minūtes sasildīt stabilitronu. 

Diferenciālo pretestību nosaka voltampēru raksturlīknes sprostvirziena 

zaram. Sakarības Uiz= f(Uie) un Uiz= f(Usl) arī uzĦem, pievadot stabilitro- 

nam sprostvirziena spriegumu. Sprieguma polaritāti var noteikt, salīdzinot 

izejas spriegumus abos pārslēga S1 stāvokĜos. 

Stabilizācijas koeficientu var noteikt, izmantojot formulu 

K 

st 

∆U 

ie 

U 

= 

∆U 

U 

ie vid 

iz 

iz vid 

( U 

= 

( U 

ie max 

ie max 

−U 

+ U 

25 

ie min 

ie min 

)( U 

)( U 

iz max 

iz max 

+ U 

−U 

iz min 

iz min 

Rēėinot stabilizācijas koeficientu, jāievēro, ka punktiem, kas atbilst 

maksimālajām un minimālajām spriegumu vērtībām, jāatrodas sakarības 

Uiz= f(Uie) lēzenajā daĜā, kur izejas spriegums mainās maz. 

) 

) 

Izpildot 5.8. punktu, var izmantot ekvivalento shēmu, kas derīga režī- 

miem, kad izejas spriegums mazāks par stabilizācijas spriegumu 

(2.4. att. a). Tad strāva caur stabilitronu ir tik maza, ka to var neievērot. 

TādēĜ ekvivalentā shēma tādiem režīmiem satur tikai pretestības R1 un R2. 

2.4. attēlā b parādīta izejas sprieguma atkarība no slodzes strāvas. 

Šo sakarību izsaka vienādojums 

U = U − R1 

⋅ I , 

no kurienes var aprēėināt balasta rezistora pretestību R1. 

iz 

ie 

Ja slodzes strāva ir maza (Isl < Isl max), tad saskaĦā ar šo formulu no- 

teiktais izejas spriegums izrādīsies lielāks par stabilizācijas spriegumu. 

Tādā gadījumā stabilitronā sāk plūst ievērojami lielāka strāva, ko vairs 

nevar ignorēt, bet izejas spriegums tiek ierobežots līdz stabilizācijas sprie- 

guma Uiz līmenim. Šajā režīmā ekvivalentā shēma, kas attēlota 

3.4. attēlā a, vairs neder. Atbilstošā sakarības Uiz = f(Iie) daĜa 3.4. attēlā b 

parādīta ar raustītu līniju. 

3.4. att. Stabilizatora darbības analīzei: a) ekvivalentā shēma; b) sakarība 

Uiz=f(Uie) 

6. Kontroles jautājumi 

6.1. Ko sauc par p-n pāreju? 

26 

sl

6.2. Paskaidrojiet pusvadītāju stabilitrona voltampēru raksturlīkni! 

6.3. Kuru stabilitrona voltampēru raksturlīknes zaru izmanto spriegu- 

ma stabilizēšanai? 

6.4. KādēĜ stabilizatora shēma satur balasta rezistoru R1? 

6.5. Kā strādā sprieguma stabilizators? 

6.6. Kā noteikt stabilitrona diferenciālo pretestību? 

6.7. Kādu stabilitronu labāk izmantot sprieguma stabilizēšanai - ar lie- 

lāku vai mazāku diferenciālo pretestību? 

6.8. Kāds stabilitrona režīms aplūkojamajā shēmā ir smagāks - ar lie- 

lāku vai mazāku slodzes strāvu? 

6.9. Pie kādas polaritātes spriegums uz stabilitrona ir lielāks - pie caur- 

laides vai sprostvirziena? 

6.10. Ar ko stabilitrons atšėiras no pusvadītāju diodes 


3.2. BIPOLĀRAIS TRANZISTORS 

1.1. UzĦemt bipolārā tranzistora izejas raksturlīknes 

1.2. Noteikt bipolārā tranzistora parametrus. 


Bipolārajam tranzistoram ir trīs izvadi un divas p-n pārejas, kas sa- 

dala pusvadītāja materiālu trīs zonās - emitera (E), bāzes (B) un kolektora 

(C) zonā. Centrā var atrasties gan pusvadītājs ar p vadāmību (izveidojas n- 

p-n tranzistors), gan ar n vadāmību (p-n-p tranzistors). Šādu tranzistoru 

shēmas attēlotas 2.5. attēlā. 

Slodzes pretestību bieži slēdz kolektora ėēdē. BultiĦa tranzistora ap- 

27 

zīmējumā norāda ieslēgtam stāvoklim nepieciešamo bāzes strāvas virzie- 

nu. Ja bāzes strāva plūst norādītajā virzienā, tad kolektora-emitera ėēdē ar 

bultiĦu norādītajā virzienā var plūst slodzes strāva. Tas nosaka slodzes 

ėēdi barojošā avota sprieguma polaritāti - n-p-n tranzistora emiteram jā- 

pieslēdz barošanas avota UB negatīvā spaile, bet p-n-p tranzistora emiteram 

- pozitīvā spaile (2.5. att.). 

Aplūkosim p-n-p tranzistora slēguma shēmu (2.6. att.). Emitera un bā- 

zes izvadi veido vadības ėēdi, kurai pieslēdz nelielu spriegumu UV« UB. Ja 

UV polaritāte ir tāda kā šajā zīmējumā, ieejas ėēdes p-n pāreja nobīdīta tie- 

ši un caurumi no emitera virzās uz bāzes slāni. Tā saucamais tranzistora 

efekts rodas kolektora un bāzes p-n pārejai pieslēgtā sprostsprieguma dar- 

bības rezultātā. Caurumi n zonā ir mazākumlādiĦa nesēji, un tie UBC 

sprieguma iedarbē pārvietojas uz kolektora ėēdi, radot kolektora strāvu. Ja 

bāzes slāni izveido pietiekami plānu, vairākums emitēto caurumu nokĜūst 

kolektora ėēdē. Tie pozitīvie lādiĦnesēji, kuri nenokĜūstkolektora ėēdē, 

veido nelielu bāzes strāvu IB. Kā redzam no zīmējuma, IB = IE – IC. 

3.5. 1.10. zīm. Bipolāro tranzistoru tipi: 

a - n-p-n tranzistors; b - p-n-p tranzistors 

28 

3.6. 1.11. zīm. Tranzistora kopemitera 

slēgums 

Mainot UV, mainās arī IB, IE un IC vērtības. Tātad faktiski tranzistors ir

ar nelielu strāvu vadāms rezistors, kura slodzes ėēdē var plūst daudzkārt 

lielāka strāva. Šo darba režīmu raksturo attiecība starp kolektora un emite- 

I C 

ra strāvu -strāvas pārvades koeficients α = p 1, 

kā arī attiecība starp 

I 

I C 

kolektora un bāzes strāvu - statiskā pastiprinājuma koeficients β = f 1. 

I 

Strāvas pārvades koeficients ir mazāks par vienu un atkarīgs no emite- 

ra strāvas (2.7. att.). Kā redzams, silīcija tranzistoram pie mazām emitera 

strāvām ir raksturīga neliela «nejutības» zona. Šī silīcija tranzistoru īpat- 

nība izrādījās noteicoša sarežăītāku pusvadītāju daudzpāreju elementu iz- 

veidei. 

Statiskā pastiprinājuma koeficients ir daudzkārt lielāks par vienu. La- 

biem tranzistoriem tas sasniedz 1000 vai pat vairāk. 

Aplūkotais tranzistoru slēgums ir pamats pastiprinātāja shēmai, kuru 

sauc par kopemitera slēgumu. Tā voltampēru raksturlīkne n-p-n tranzisto- 

ram attēlota 2.8. attēlā. 

2.7. att. Tranzistora strāvas pārvades 

koeficienta atkarība no 

emitera strāvas 

29 

E 

2.8. att. Tranzistora VA raksturlīknes 

kopemitera slēgumā 

B 

Ja bāzes strāva IB vienāda ar nulli, tad ārējā barojošā sprieguma UB ie- 

tekmē caur sprost-virzienā nobīdīto bāzes-kolektora pāreju plūst neliela 

noplūdes strāva Iko. Šī noplūdes strāva rada niecīgu sprieguma kritumu slo- 

dzes pretestībā, un tādēĜ kolektora-emitera spriegums šajā režīmā U 1 CE < 

< UB. Šim režīmam zīmējumā atbilst punkts 2. Ja palielina bāzes strāvu, 

kolektora strāva aug. Ja bāzes-emitera spriegums sasniedz diodes ieejas 

sliekšĦa spriegumu (0,7 V silīcija diodei), emitera strāva strauji aug un 

pieaug arī kolektora strāva. Strāvu Ic tagad praktiski nosaka tikai UB un RSl. 

Tāds stāvoklis atbilst darba punktam 1. Saka, ka tranzistors šajā darba 

punktā ir pilnīgi ieslēgts - piesātināts. Punktā 2 tranzistors ir izslēgts. 

Piesātinātā stāvoklī sprieguma kritums starp kolektoru un emiteru sa- 

mazinās līdz volta desmitdaĜām un kĜūst mazāks par bāzes-emitera sprie- 

gumu. Tātad bāzes-kolektora pāreja piesātinājuma režīmā nobīdīta tieši un 

tās Iko maina zīmi. 

Abos galējos darba stāvokĜos tranzistorā rodas nelieli jaudas zudumi. 

Zonā starp punktiem 1 un 2 caur tranzistoru plūst vērā Ħemama strāva, un 

tā kolektora-emitera spriegums arī nav tuvs nullei. Šo zonu sauc par aktīvā 

pastiprinājuma zonu, un tranzistorā izdalās samērā lieli jaudas zudumi, ku- 

ri silda p-n pārejas. Vislielākie jaudas zudumi ir, ja UCE = 0,5 UB , kad 

2 

∆ P ≈ 0, 

25U 

B RS 

I . 

Kopemitera slēgumā aktīvajā zonā neliels bāzes-emitera sprieguma 

UBB pieaugums ∆UBE izraisa jūtamu kolektora strāvas Ic pieaugumu ∆Ic. 

Tā kā voltampēru raksturlīknes ir gandrīz paralēlas abscisas asij, var pie- 

Ħemt, ka kolektora strāva ir atkarīga tikai no bāzes-emitera sprieguma un 

∆ 

I ≈ S ⋅ ∆U 

C 

30 

BE 

,

kur S ir tranzistora parametrs - raksturlīknes stāvums aktīvajā zonā. 

Piemēram, tranzistoram ar nominālo strāvu 500 mA šis parametrs ir 

aptuveni 10 mA/mV. 

Tā kā kolektora strāva plūst caur pretestību Rsl, tad tās sprieguma kritu- 

ma izmaiĦa ir ∆ICRsl un kolektora-emitera spriegums, kas parasti šajā shē- 

mā attēlo izejas spriegumu, samazinās: ∆ U = −∆I 

R = −S∆U 

R . 

∆U 

CE 

Shēmas sprieguma pastiprinājuma koeficients ir AU = = −SRsl 

. 

∆U 

Tranzistoram ir bāzes-emitera pārejas nelinearitātes ietekmēta pārva- 

des raksturlīkne. Lai pastiprinājums galvenokārt būtu atkarīgs tikai no 

shēmas rezis-toriem un šādā veidā palielinātu linearitāti, emitera ėēdē 

slēdz nelielu pretestību RE (2.9. att.). Veidojas negatīvā saite pēc kolektora 

strāvas: ja pieaug kolektora strāva, tad aug arī spriegums uz pretestības RE, 

tādēĜ samazinās bāzes strāva. Rezultātā Ic samazinās, jo spriegums uz RE 

pretojas pastiprinājumam. 

2.9. att. Kopemitera slēgums ar negatīvo strāvas saiti 

Šādas shēmas sprieguma pastiprinājuma koeficientu aprēėina, pieĦe- 

31 

CE 

C 

sl 

BE 

BE 

sl 

mot, ka strāvas abās pretestības Rsl un RE ir vienādas. Tad 

∆U 

a Rsl 

AU = = − . Kā redzams, pastiprinājums nav atkarīgs no tran- 

∆U 

R 

V 

zistora parametriem. 

E 

Cita linearizācijas paĦēmiena pamatā ir bāzes strāvas korekcija pēc 

kolektora-emitera sprieguma. To panāk, savienojot bāzi ar kolektoru caur 

pretestību RN. Jo tranzistors ir stiprāk piesātināts, jo tā UCE ir mazāks un 

strāva caur RN - lielāka. TādēĜ samazinās bāzes strāva un arī piesātinājuma 

pakāpe. Pēc kolektora sprieguma veidojas bāzes strāvas pozitīva stabilizē- 

joša atgriezeniskā saite. Iespējami arī tranzistoru, kopkolektora un kopbā- 

zes slēgumi. 

3. Laboratorijas iekārtas apraksts. 

Uz paneĜa uzmontēts tranzistors V1, rezistors R2 bāzes strāvas ierobe- 

žošanai un maiĦrezistori R1 un R3 potenciometra slēgumā bāzes strāvas 

un kolektora sprieguma regulēšanai (2.10. att.). Mēraparātus un pretestību 

magazīnu R4 pieslēdz pie atbilstošajām paneĜa spailēm. 

2.10 att. Slēguma shēma tranzistora pētīšanai 

32

Uz paneĜa uzmontēts tranzistors V1, rezistors R2 bāzes strāvas ierobe- 

žošanai un maiĦrezistori R1 un R3 potenciometra slēgumā bāzes strāvas 

un kolektora sprieguma regulēšanai (2.10. att.). Mēraparātus un pretestību 

magazīnu R4 pieslēdz pie atbilstošajām paneĜa spailēm. 


4.1. Izstudēt bipolārā tranzistora uzbūvi un darbības principu. 

4.2. Pārdomāt kopemitera shēmā slēgta tranzistora izejas raksturlīkĦu 

uzĦemšanas metodiku. Uzzīmēt šīs raksturlīknes. 

4.3. Noskaidrot, kā grafiski aprēėina elektriskās ėēdes ar virknē slēg- 

tiem lineāru un nelineāru rezistoru. 

4.4. Pārdomāt uzdevuma 5.4. punkta izpildes kārtību. Papildināt 

4.2. punktā uzzīmētās tranzistora raksturlīknes ar slodzes līniju. 

4.5. Uzrakstīt formulas strāvas pārvades koeficientu β un α (h21E un 

h21B) aprēėinam. 


5.1. Iepazīties ar tranzistora pases datiem un ierakstīt tos protokolā. 

5.2. UzĦemt izejas raksturlīknes IK = f(UK) pie vairākām bāzes strā- 

vām IB (R4 = 0). Mērījumu rezultātus ierakstīt 2.4. tabulā. 

Nr. 

Izejas raksturlīknes 

IB= µA IB= µA IB= µA 

UK IK UK IK UK IK 

33 

2.4. tabula 

p.k. c= c= c= c= c= c= 

ied. V ied. mA ied. V ied. mA ied. V ied. mA 

5.3. Ieregulēt kolektora spriegumu EK = 5 + 0,5·N (V), kur N - 

audzēkĦa apliecības numura pēdējais cipars. Kolektora ėēdē ieslēgt pre- 

testību 

R 

4 

EK 

= , 

I ( 1− 

0, 

03⋅ 

M ) 

K max 

kur IK max - 5.2. punktā izmērītā maksimālā kolektora strāva; 

M - audzēkĦa apliecības numura priekšpēdējais cipars. 

Izmērīt kolektora strāvu pie visām 5.2. punktā izmantotajām bāzes 

strāvām. Mērījumu rezultātus ierakstīt 2.5. tabulā. 

Nr. 

R4 EK IB IK IK 

p.k. Ω ied. V ied. µA ied. mA mA 

34 

2.5. tabula 

5.4. Uzzīmēt izejas raksturlīknes un uzkonstruēt slodzes līniju, kas at- 

bilst 5.3. punktā noteiktajām EK un R4 vērtībām. Grafiski noteikt kolek- 

tora strāvu pie visām bāzes strāvām. Rezultātus ierakstīt 2.5. tabulā. 

5.5. Izmantojot izejas raksturlīknes, noteikt bāzes strāvas pārvades ko- 

eficientu β pie kolektora sprieguma UK = 5 + 0,5 . N (V). Iegūto vērtību sa- 

līdzināt ar tranzistora pases datiem. 

5.6. Izrēėināt emitera strāvas pārvades koeficientu α. 


UzĦemot tranzistora izejas raksturlīknes, bāzes strāvas jāizvēlas tā, lai 

to pieaugumi būtu vienādi, t.i. IB2=IB1+∆IB , IB3=IB1+2∆IB utt. 

Jāievēro, ka raksturlīknēm ir stāvais posms, kurā spriegums ir neliels, 

un lēzenais posms, kurā strāva mainās relatīvi maz. Katrā raksturlīknes

posmā, kā arī lūzuma punkta tuvumā vajag uzĦemt ne mazāk kā 2 - 3 

punktus. Raksturlīknes uzĦemot, kolektora spriegums jāmaina no nulles 

līdz maksimāli iespējamam. 

bas? 


7.1. Paskaidrojiet bipolārā tranzistora uzbūvi un darbības principu! 

7.2. Kādas aptuveni var būt strāvas pārvades koeficientu β un α vērtī- 

7.3. Kā bāzes strāva iespaido tranzistora izejas raksturlīkni? 

7.4. Kāds lielums jāmaina, uzĦemot kopemitera shēmā slēgta tranzis- 

tora izejas raksturlīkni? 

7.5. Ko sauc par kolektora sproststrāvu? Kā to ietekmē temperatūra? 

7.6. Ko sauc par slodzes līniju? Kādam nolūkam to zīmē izejas rak- 

sturlīknēs? 

ru? 

7.7. Kādi lielumi jāzina, lai uzkonstruētu slodzes līniju? 

7.8. Kas jāizmaina laboratorijas iekārtā, lai pētītu n-p-n tipa tranzisto- 

7.9. Kādas ir sakarības starp tranzistora strāvām? 


2.3. TIRISTORS 

Iepazīties ar tiristora darbības īpatnībām. 


Ja tranzistoram VT2 (2.11. att.) izvada bāzes spaili G, izveidojas 3 

izvadu elements - tiristors. Pieslēdzot tranzistora VT2 bāzes-emitera ėēdei 

vadības vadības strāvu IG, panāk četrslāĦu struktūras piespiedu ieslēgša- 

35 

nos. Šajā gadījumā punkta 1 strāvu bilance ir 

I 

ko + 1 v G ( G v 2 

α i + I = I + i )( 1− 

α ). 

I ko + α 2I 

0 

Kā redzams iv 

= , 

−α 

−α 

1 1 2 

2.11. att. Tiristora aizvietošanas shēma un apzīmējums 

t. i., tiristoru var ieslēgt ar attiecīgu vadības strāvu IG. Parasti IG ieslēdz īslai- 

cīgi (20... 50 µs). 

Visbiežāk tiristoru ar vadības strāvas impulsu var tikai ieslēgt, bet 

tas izslēdzas, ja tā strāva ārēju apstākĜu iedarbē samazinās līdz nullei. Tā 

tas notiek, ieslēdzot tiristoru maiĦstrāvas ėēdē, kad strāvas polaritātes 

maiĦas brīdī ieslēgtais tiristors izslēdzas. Līdzstrāvas ėēdē ieslēgtu tiristo- 

ru izslēdz ar kondensatoru: iepriekš uzlādētu kondensatoru pieslēdz para- 

lēli anoda-katoda izvadiem, radot īslaicīgu sprostspriegumu. 

Izveidoti arī ar vadības strāvu izslēdzami tiristori - GTO (gate turn 

off -aiztaisīt vārtus) - divoperāciju tiristori. Lai tiristoru aizvērtu, jāizmai- 

na piesātinātu tranzistoru strāvas Iko polaritāte. PieĦemam, ka esam panā- 

kuši Iko = 0. Tad sākotnēji izslēdzošā vadības strāva 

36

I 

G 

I 

= V 

( 1− 

α1 −α 

2 ) 

. 

α 

37 

2 

Tā ir negatīvas polaritātes strāva, jo ieslēgta tiristora tranzistoru strā- 

vas pārvades koeficienti α1 ≈ a2 ≈ 0,6, tātad IG ≈ - 0,3·IV. Ieslēgtā stāvokĜa 

strāva Iv bieži sasniedz vairākus desmitus un pat simtus ampēru. Tātad iz- 

slēdzošai vadības strāvai jābūt Ĝoti lielai, kaut arī tās iedarbes ilgums var 

būt niecīgs (≈ 5 µs). 

Tiristorus raksturo ar pieĜaujamajiem sprostspriegumu un tiešo sprie- 

gumu aizvērtā stāvoklī, tiešo strāvu konkrētos dzesēšanas apstākĜos, kā arī 

vadības ėēdes parametriem - atverošo vadības strāvu un spriegumu. Bieži 

svarīgi ir dinamiskie parametri - pieĜaujamie tiešās strāvas un sprieguma 

pieauguma ātrumi un izslēgšanās laiks. Tiristoru ātrdarbība nav augsta - 

tie ieslēdzas 5...10 µs un izslēdzas 10...70 µs laikā. Tādējādi praktiski tos 

var lietot ėēdēs ar frekvenci līdz 20...30 kHz. 

Ieslēgšanās laikā vienlaikus samazinās tiristora anodspriegums un 

pieaug strāva caur to, tādējādi rodas ievērojami komutācijas jaudas zudu- 

mi, kas lokalizējas vadības elektroda tuvumā, jo silīcija plātnītes ieslēgtā 

zona izplešas apkārt vadības elektrodam ar visai nelielu ātrumu - aptuveni 

0,5 mm/µs. Tāpēc jaudīgās elektroniskās ietaisēs, kurās lieto tiristorus ar 

lielu plātnītes laukumu, strāvas pieauguma ātrums jāierobežo zem tiristora 

pasē norādītās vērtības di/dt. To panāk, ieslēdzot virknē droseli. 

Cita tiristora dinamiskā īpašība ir saistīta ar vidējās pārejas kapacitā- 

ti. Ja strauji pieaug tiešā virziena anodspriegums, kapacitatīvā strāva var 

palielināt Iko līdz kritiskai vērtībai, pie kuras tiristors ieslēdzas patvaĜīgi. 

Tāpēc sprieguma pieauguma ātrumam jābūt mazākam par pasē norādīto 

pieĜaujamo du/dt. To ierobežo, pieslēdzot tiristoram paralēli caur nelielu 

diodi uzlādējamu un caur rezistoru izlādējamu kondensatoru. 


Pētāmā spēka tiristora V1 (2.12. att.) anoda ėēdi baro speciāls taisn- 

griezis ar rezistoru strāvas ierobežošanai. Taisngrieža izejas spriegumu var 

mainīt ar autotransformatoru T1. Anoda strāvu mēra ar magnētelektriskās 

sistēmas ampērmetru PA1, bet spriegumu - ar ciparu voltmetru PV1. 

Vadības strāvu regulē ar potenciometru R1. Spriegumu un strāvu va- 

dības ėēdē mēra ar magnētelektriskās sistēmas mēraparātiem PV2 un PA2. 

Tiristors V1, rezistori R1, R2 un slēdzis S1 vadības ėēdes atslēgšanai 

izvietoti uz paneĜa, kura spailēm jāpieslēdz barošanas avoti un mēraparāti. 

2.12. att. Slēguma shēma tiristora pētīšanai 


4.1. Izstudēt tiristora uzbūvi, darbības principu, parametrus un rakstur- 

līknes. Uzzīmēt voltampēru raksturlīkni. 

4.2. Pārdomāt uzdevuma eksperimentālās daĜas veikšanas kārtību. 

4.3. Uzrakstīt formulas zudumu jaudas, lietderības koeficienta un jau- 

das pastiprinājuma koeficienta aprēėinam. 

38


5.1. Iepazīties ar pētāmā tiristora tehniskajiem datiem un ierakstīt tos 

protokolā. 

5.2. Noteikt un ierakstīt 2.6. tabulā minimālo vadības spriegumu un 

strāvu, kas spēj atvērt tiristoru. 

lā. 

Nr. UG min IG min Iizsl 

c= 

p.k. 

ied. V 

c= c= 

ied. mA ied. A 

39 

2.6. tabula 

5.3. Noteikt tiristora izslēgšanās strāvu. Rezultātus ierakstīt 3.6. tabu- 

5.4. UzĦemt un uzzīmēt tiristora voltampēru raksturlīkni I = f(U) at- 

vērtā stāvoklī. Mērījumu rezultātus ierakstīt 2.7. tabulā. 

Nr. 

p.k. 

Voltampēru raksturlīkne 

U I 

V 

c= 

ied. A 

2.7. tabula 

5.5. Izmantojot voltampēru raksturlīkni, noteikt tiristora parametrus - 

sliekšĦa spriegumu U0 un diferenciālo pretestību Rd. 

5.6. Uzskatot voltampēru raksturlīkni par taisni, izrēėināt spriegumu 

uz tiristora pie strāvas I = 10 + 0,5·a (A), 

kur a - skaitlis, kuru veido audzēkĦa apliecības numura divi pēdējie cipa- 

ri. 

5.7. Izrēėināt līdzstrāvas ėēdē virknē ar tiristoru ieslēgta patērētāja 

jaudu, ja strāva noteikta, kā 4.6. punktā, bet avota spriegums 

U = (50+5·N)·K (V), 

kur N - audzēkĦa apliecības numura pēdējais cipars; 

K - tiristora klase pēc pieĜaujamā sprostsprieguma. 

Izrēėināt šajā režīmā zudumu jaudu tiristorā un lietderības koeficientu. 

5.8. Izmantojot 2.6. tabulas datus, noteikt, cik reizes iepriekšējā pun- 

ktā atrastā patērētāja jauda ir lielāka par minimālo vadības ėēdes jaudu, 

kas pietiekama, lai tiristors atvērtos. 


Lai eksperimentāli noteiktu minimālo vadības strāvu, pie kuras tiris- 

tors atveras (5.2. punkts), ieteicams aizvērta tiristora (nav anoda strāvas) 

anodam no taisngrieža pievadīt 3 - 5 V spriegumu. Pēc tam pakāpeniski 

palielina vadības ėēdes spriegumu un pieraksta to vadības spriegumu un 

strāvu, pie kuras tiristors atveras (t.i., parādās strāva anoda ėēdē). 

Lai noteiktu izslēgšanās strāvu, nepieciešams atvērtam tiristoram 

(ampērmetrs PA1 uzrāda anoda strāvu I) ar slēdzi S1 pārtraukt vadības 

ėēdi. Pēc tam ar autotransformatoru anoda strāvu pakāpeniski samazina, 

kamēr tiristors izslēdzas. Ieteicams eksperimentus minimālās vadības strā- 

vas un izslēgšanās strāvas noteikšanai atkārtot vairākas reizes. 

Tiristora diferenciālo pretestību atvērtā stāvoklī aprēėina ar formulu 

R d 

∆U 

= , 

∆I 

kur ∆U un ∆I - sprieguma un strāvas izmaiĦas. 

40

Tiristora voltampēru raksturlīkni aptuveni var uzskatīt par taisni, kuru 

apraksta vienādojums 

U = U0 + RdI. 

Tātad sliekšĦa spriegumu U0 var noteikt kā spriegumu, pie kura I = 0. Tā- 

dēĜ sliekšĦa sprieguma noteikšanai jāturpina eksperimentāli uzĦemtā rak- 

sturlīkne, kamēr tā šėērso sprieguma asi. 

Tiristora klase pēc pieĜaujamā sprostsprieguma (simtos voltu) norādīta 

tiristora marėējumā. Piemēram, apzīmējums uz tiristora TЛ-160-5 nozīmē 

lavīntiristoru (t.i., tiristoru, kuram ir pieĜaujams īslaicīgs lavīncaursites re- 

žīms) ar maksimālo pieĜaujamo caurlaides strāvu 160 A un maksimālo 

sprostspriegumu 500 V (klase pēc pieĜaujamā sprieguma - 5). 


6.1. Paskaidrojiet tiristora voltampēru raksturlīkni! 

6.2. Kā vadības strāva iespaido tiristora darbību? 

6.3. Kādi ir tiristora atvēršanas paĦēmieni? 

6.4. Ko sauc par tiristora izslēgšanās spriegumu? 

6.5. Kā var aizvērt tiristoru? Ko sauc par izslēgšanās strāvu? 

6.6. Kas notiks, ja brīdī, kad tiristors atvērts, izslēgs vadības strāvu? 

6.7. Ar ko tiristors atšėiras no diodes un no tranzistora? 

3.4. TRANZISTORA MAIĥSPRIEGUMA PASTIPRINĀTĀJS 


Izpētīt tranzistora pastiprinātājpakāpes shēmu un tās darbību. 


Viena no plaši lietotajām ir tranzistora stabilas strāvas avota shēma 

41 

(2.13. att.). Šeit bāze koppunktam pieslēgta caur stabilitronu VD. Ja strāva 

Ic (arī strāva emitera ėēdes pretestībā RE) pieaug, pieaug pretestības RE 

spriegums un samazinās bāzes-emitera spriegums un bāzes strāva. Rezul- 

tātā kolektora strāva samazinās. 

Ja Ic samazinās, bāzes strāva aug un pieaug arī kolektora strāva. 

Rezultātā šajā shēmā strāva Ic praktiski ir nemainīga. 

Ja avota izejā jāiegūst abu virzienu stabilas strāvas, tad lieto bipolāro 

stabilās strāvas avotu (2.14. att.). Tam ir divi virknē slēgti barošanas avoti 

ar viduspunktu, kas pieslēgts nullpunktam. Vadības spriegumu UV maina 

attiecībā pret nullpunktu. 

2.13. att. 2.14. att. 2.15. att. Diferenciālie pastiprinātāji 

Ja abu avotu spriegumi ir vienādi un UV = 0, tad spriegums uz kat- 

ras no abām vienādajām emitera pretestībām RE ir UB/4 un to strāvas ir 

vienādas, t. i., I1 = I2. Strāva slodzes pretestībā Ia = I1 – I2 = 0. 

Ja Uv palielina pozitīvajā virzienā, tad spriegums uz augšējās emitera 

pretestības samazinās, bet uz apakšējās - pieaug. Tāpēc strāva I1, kĜūst 

mazāka par I2 un izejā ir strāva 

42

U B −U 

V U B + UV 

UV 

I a = I1 

− I 2 = − = − 

4R 

4R 

2R 

E 

Savukārt, ja UV kĜūs negatīvs, situācija ir pretēja un I1 ir lielāks par 

I2 . Rezultātā izejas strāva būs pozitīva. 

Sevišėa nozīme ir diferenciālajiem pastiprinātājiem (2.15. att.). 

Arī tiem ir divi barošanas avoti. Tranzistoru kopējā emiteru ėēdē ie- 

slēgts stabilas strāvas I0 avots. Ja abi vadības spriegumi attiecībā pret null- 

punktu ir vienādi ar nulli, abu tranzistoru strāvas un kolektorspriegumi ir 

vienādi: I1 = I2; UC1= UC2 . Gadījumā, kad Rc= 2UB/I0, spriegumi 

I 0 2U 

B 

U C 1 = U C 2 = U B − ⋅ = 0. 

(2.1) 

I 

2 0 

Kad UV1 > UV2, vairāk atvērts ir tranzistors VT1 un I1 kĜūst lielāka 

par I2 taču strāvu izmaiĦas ∆I1, un ∆I2 ir vienādas, bet pretēji vērstas. Tāda 

situācija veidojas tāpēc, ka abu strāvu summa ir nemainīga. Ja izpildīts no- 

teikums (3.1), spriegums UC1 = - ∆I1RC, bet spriegums UC2 = ∆I1RC, t. i., 

UC1 kĜūst par tikpat negatīvāks, par cik UC2 - pozitīvāks. 

Ja UV1 < UV2, situācija mainās uz pretējo, t. i., UC1 kĜūst pozitīvs, 

bet UC2 — negatīvs. 

Ja aplūkojam diferenciālo spriegumu starp abām vadības ieejām, tad 

attiecībā pret kolektorspriegumu starpību pastiprinājuma koeficients ir 

tāds pats kā kopemitera slēgumā. 

Kā izejas pastiprinātāju plaši lieto komplementāro - savstarpēji pa- 

pildinošo emitera atkārtotāju (2.16. att.). Kad vadības spriegums ir pozi- 

UV 

tīvs, atvērts tranzistors VT1 un slodzes strāva ir I d ≈ . 

R 

43 

E 

sl 

E 

. 

Ja vadības spriegums ir negatīvs, atvērts tranzistors VT2 un slodzes 

strāva ir negatīva. Vadības sprieguma pastiprināšanas koeficients ir apmē- 

ram 1, bet strāvās pastiprinājuma koeficients ir vienāds ar tranzistoru 0. 

Tātad ieejas pretestība ir β reižu lielāka par Rsl. 

Jāatzīmē, ka tranzistora bāzes-emitera pārejas sliekšĦa spriegums ir 

aptuveni 0,7 V. TādēĜ 2.16. att. paradītajā shēmā, kad | Uv | < 0,7 V, tran- 

zistori nereaăē uz vadības signālu izmaiĦām. Lai novērstu šo trūkumu, va- 

dības (bāzes) ėēdēm jāpievada 0,7 V lieli priekš-spriegumi. To var panākt, 

ieslēdzot diodes VD1, VD2 (2.17. att.). Lai radītu sprieguma kritumu, caur 

diodēm jālaiž neliela strāva I0 un katra tranzistora emitera ėēdē jāslēdz sava 

pretestība RB. 

2.16. att. 


44 

2.17. att. 

Darbā tiek pētīts tranzistora zemfrekvences pastiprinātājs. Tranzis- 

tors ieslēgts kopemitera slēgumā (2.18. att.). Visi shēmas elementi izvieto- 

ti uz paneĜa. Pastiprināmo signālu ieejai pievada no signālăeneratora; ie- 

ejas signāla spriegumu mēra ar voltmetru, kas iebūvēts ăeneratorā. Pastip-

inātāja izejas spriegumu mēra ar lampu voltmetru vai multimetru, ko pie- 

slēdz paralēli slodzei R7. 

Kondensatoru C4, kurš šuntē rezistoru R6, var atslēgt ar slēdzi S1. Ar 

slēdzi S2 var mainīt atdalošā kondensatora kapacitāti. Izmainot maiĦrezis- 

tora R1 pretestību, var regulēt pastiprinātājpakāpes līdzstrāvas režīmu. 

2.18. att. Tranzistora pastiprinātāja shēma 


4.1. Izstudēt tranzistora maiĦsprieguma pastiprinātāja darbības princi- 

pu. Pievērst uzzmanību pastiprinātāja shēmas atsevišėo elementu nozīmei. 

4.2. Uzzīmēt sagaidāmās pastiprinātāja amplitūdu un frekvenču rak- 

sturlīknes. Apdomāt, kādu iespaidu uz raksturlīnēm atstās pastiprinātāja 

parametru izmaiĦa ar slēdžiem S1 un S2. 


5.1. Ieregulēt ieejas signāla frekvenci 1000 Hz un uzĦemt amplitūdu 

raksturlīknes divos gadījumos: 

a) emitera ėēdē ieslēgts tikai rezistors R6; 

b) rezistors R6 šuntēts ar kondensatoru C4. 

45 

Mērījumu rezultātus ierakstīt 3.8. tabulā. 

Amplitūdu raksturlīknes 

Nr. 

R6 R6, C4 

p.k. 

Uie 

mV 

Uiz 

mV 

K Uie 

mV 

Uiz 

mV 

K 

46 

2.8. tabula 

5.2. UzĦemt amplitūdas-frekvenču raksturlīknes ar divām atdalošā 

kondensatora kapacitātēm. Mērījumu rezultātus ierakstīt 2.9. tabulā. 

5.3. Izmantojot 3.8. tabulas datus, uzzīmēt vienā mērogā abas ampli- 

tūdu raksturlīknes. Secinājumos izskaidrot to raksturu un atšėirību cēloni. 

5.4. Izrēėināt un ierakstīt 2.8. tabulā pastiprinājuma koeficientu. 

5.5. Izmantojot 2.9. tabulas datus, izrēėināt lg f un pastiprinājuma ko- 

eficientu K. Uzzīmēt amplitūdas-frekvenču raksturlīknes K = f(lg f). Iz- 

skaidrot šo raksturlīkĦu īpatnības un atšėirības. 

Amplitūdas-frekvenču raksturlīknes 

Nr. f lg f C3 C3+C2 

Uie Uiz K Uie Uiz K 

p.k. 

Hz mV mV mV mV 

5.6. Noteikt pastiprinātāja frekvenču caurlaides joslu. 


2.9. tabula 

6.1. Izpildot 5.2. punktu, jāievēro, ka pastiprinātāja izejas spriegums ir 

ierobežots - spriegums uz kolektora nevar kĜūt lielāks par barošanas sprie-

gumu. TādēĜ, palielinot ieejas signāla amplitūdu, izejas spriegums var 

proporcionāli mainīties tikai līdz zināmam līmenim. 

6.2. Signāla frekvences iespaidu uz izejas spriegumu (amplitūdas- 

frekvenču raksturlīkne) zemo un vidējo frekvenču apgabalā var paskaid- 

rot, izmantojot pastiprinātāja izejas ėēdes ekvivalento shēmu (2.19. att.). 

2.19. att. Pastiprinātāja izejas ėēdes shēma 

6.3. Ja neievēro ieejas kondensatora C1 ietekmi, kolektora sprieguma 

mainīgajai komponentei nav jābūt atkarīgai no frekvences (pie Ĝoti zemām 

frekvencēm gan tas tā nebūs - kondensatora C1 kapacitīvā pretestība būs 

pārāk liela, un signāls nenokĜūs līdz tranzistora bāzei). TādēĜ pieĦemsim, 

ka šis spriegums ir nemainīgs - ΚmaxUie , kur Κmax - pastiprinājuma koefi- 

cients vidējām frekvencēm. Kad kapacitīvā pretestība XC=1/2πfC ir Ĝoti 

maza, var neievērot sprieguma kritumu uz atdalošā kondensatora C, t.i., 

var uzskatīt, ka izejas spriegums Uiz=ΚmaxUie . Pie zemām frekvencēm, 

kad atdalošā kondensatora kapacitīvā pretestība kĜūst samērojama ar slo- 

dzes pretestību Rsl, daĜa no kopējā sprieguma krīt uz atdalošā kondensato- 

ra, tādēĜ izejas spriegums samazinās. 

6.4. Lai novērtētu amplitūdas-frekvenču raksturlīkni pie palielinātas 

atdalošā kondensatora kapacitātes, var izmantot apstākli, ka kapacitīvā 

pretestība neizmainīsies, ja, piemēram, divas reizes palielinās kapacitāti 

47 

un vienlaikus divas reizes samazinās frekvenci. TādēĜ palielinātas kapaci- 

tātes gadījumā amplitūdas-frekvenču raksturlīknes formai zemo frekvenču 

apgabalā nav jāizmainās, bet tās pašas pastiprinājuma koeficienta vēr- 

tības būs pie zemākām frekvencēm. Tātad, raksturlīknes krītošā daĜa pār- 

bīdīsies uz zemo frekvenču pusi. 

6.5. UzĦemot amplitūdu raksturlīkni, lai nepārslogotu tranzistoru, pa- 

stiprinātāja ieejai nevajag pievadīt signālu, lielāku par 1 V. Ieteicams vis- 

pirms uzĦemt raksturlīkni, ja kondensators C4 ir atslēgts, un pēc tam - ja 

tas pieslēgts. 

6.6. UzĦemot amplitūdas-frekvenču raksturlīknes, ieteicams pie 1000 

Hz frekvences ieregulēt tādu ieejas signālu, lai pastiprinātāja izejā būtu 

200-1000mV. Pēc tam ieejas signālu turpmāk uztur nemainīgu. Katrā 

frekvenču apakšdiapazonā (20 - 200; 200 - 2000; 2000 - 20000; 20000 - 

200000 Hz) ieteicams uzĦemt 3-4 punktus, piemēram, pie 20, 50, 100, 

200, 500, 1000, 2000 utt. herciem. Pēc kārtējās frekvences ieregulēšanas 

un pārbaudes, vai nav izmainījies ieejas signāls, vajag pierakstīt izejas 

spriegumu pie abām atdalošā kondensatora kapacitātēm, pēc tam pāriet pie 

nākošās frekvences. 

6.7. Amplitūdas-frekvenču raksturlīknes jāzīmē, atliekot frekvenci uz 

abscisu ass logaritmiskā mērogā. Šim nolūkam lineārā mērogā var atlikt 

frekvenču logaritmus (pierakstot arī atbilstošo frekvenci hercos). Šīs rak- 

sturlīknes zīmēšanai var izmantot diagrammu papīru ar logaritmiskām ie- 

daĜām (logaritmisko papīru). Tad frekvenču logaritmus rēėināt nevajag. 


7.1. Vai pētāmo pastiprinātāju var izmantot līdzsprieguma pastiprinā- 

48

šanai? 

7.2. Ko sauc par pastiprinājuma koeficientu? 

7.3. Kas ir atgriezeniskā saite? Kāda ir tās nozīme pastiprinātājos? 

7.4. Paskaidrojiet kondensatoru C1 un C2 nozīmi! 

7.5. Kā temperatūra iespaido tranzistoru pastiprinātāja darbību? KādēĜ 

nepieciešama pastiprinātāja režīma stabilizācija? 

C4? 

7.6. Kādam nolūkam pastiprinātāja shēmā paredzēts rezistors R6? 

7.7. Kā izmainīsies pastiprinātāja īpašības, ja atslēgs kondensatoru 

7.8. Vai pastiprinātājs strādās, ja 10 reizes palielinās kondensatora C1 

kapacitāti? 

ni? 

tūdām? 

7.9. Kādi shēmas elementi iespaido amplitūdas-frekvenču raksturlīk- 

7.10. KādēĜ ierobežojas izejas signāls pie lielām ieejas signāla ampli- 


3.5. OPERACIONĀLAIS PASTIPRINĀTĀJS 

Iepazīties ar operacionālā pastiprinātāja īpatnībām un tā izmantošanu 

elektrisko signālu pastiprināšanai un summēšanai. 


Operacionālo pastiprinātāju uzskatīt par universālu iekārtu analogsig- 

nālu tehnikā. 

Pastiprinātāja galveno veicamo funkciju grupas ir šādas: 

• elektrisko signālu pastiprināšana ar noteiktu pārvades funkciju (sa- 

49 

karību statikā un dinamikā starp izejas un ieejas signāliem); 

• matemātiskās darbības ar elektriskajiem signāliem (summēšana, 

integrēšana, diferencēšana, reizināšana utt.); 

• dažādas formas signālu ăenerēšana; 

• signālu aktīvā filtrācija. 

Operacionālo pastiprinātāju veido kā daudzpakāpju līdzstrāvas signā- 

la pastiprinātāju ar diferenciālu ieeju. Pastiprinātājam ir divi barošanas avo- 

ti U1 un U2, kuri veido pozitīvo +UB un negatīvo -UB barošanas spriegumu 

attiecībā pret avotu kopējo punktu (2.20. att.), kuru pieĦem par nullpunktu. 

Šādā pastiprinātājā ieejas un izejas signālus parasti formē attiecībā pret 

nullvadu. 

2.20. att. Operacionālā pastiprinātāja pieslēgšana barošanas avotiem 

Operacionālajam pastiprinātājam ir divas ieejas, kuras slēgtas simet- 

riskā diferenciālā tranzistoru pastiprinātāja shēmā. Ar aplīti vai mīnusa 

zīmi apzīmēto ieeju sauc par invertējošo, bet otru par neinvertējošo (tiešo) 

ieeju. Invertējošās ieejas signāla polaritāte attiecībā pret tiešo ir pretēja iz- 

ejas signāla polaritātei. Neinvertējošās ieejas signāla relatīvā polaritāte sa- 

krīt ar izejas signāla polaritāti. 

50

Vienkāršota operacionālā pastiprinātāja shēmu dota 2.21. att. Ieejas 

pievienotas tranzistoru VT1, VT2 bāzēm. Tranzistori kopā ar rezistoriem 

R1...R4 ieslēgti elektriskā tilta plecos, bet tilta izejas virsotnes (abu tran- 

zistoru kolektori) pieslēgtas nesimetriskā diferenciālā starppastiprinātāja 

tranzistoru VT3, VT4 bāzēm. Izejas kaskādi veido komplementāri (savstar- 

pēji pretēji papildinoši) tranzistori VT5, VT6 ar saskaĦojošo tranzistoru 

VT7. 

Šādā slēgumā izejas punkta potenciāls attiecībā pret nullpunktu ir 

atkarīgs no abu tranzistoru VT5, VT6 bāzes strāvām. Ja vairāk atvērts tran- 

zistors VT5, tad izejas punkta potenciāls ir pozitīvāks. Jo lielāka būs tran- 

zistora VT5 bāzes strāva, jo izejas spriegums būs tuvāks barošanas sprie- 

gumam +UB. 

2.21. att. Vienkāršota operacionālā pastiprinātāja shēma 

Ja vairāk atvērts tranzistors VT6, izejas punkta potenciāls ir negatīvs. 

Jo lielāka būs VT6 bāzes strāva, jo izejas spriegums būs tuvāks -UB. Izejas 

tranzistoru bāzes strāvu lielumus nosaka tranzistors VT7. Jo pēdējais vairāk 

51 

atvērts, jo lielāka ir VT6 bāzes strāva, bet, tā kā pieaug spriegums uz rezis- 

tora R9, tranzistora VT5 bāzes strāva samazinās un tas vairāk aizveras. 

Savukārt tranzistoram V77 aizveroties, izejas tranzistora VT5 bāzes 

strāva pieaug un izejas potenciāls kĜūst pozitīvāks. Tā kā tranzistora VT7 

bāze pieslēgta starppastiprinātāja tranzistora VT4 kolektoram, bet starppas- 

tiprinātāja tranzistoru bāzes saistītas ar ieejas tranzistoru kolektoriem, shē- 

mas darbība ir atkarīga no ieejas tranzistoru VT1, VT2 stāvokĜa. 

Ja abas ieejas pieslēgtas tieši nullvadam, abi ieejas tranzistori ir ar 

vienādām bāzes strāvām un to kolektoru potenciāli ir vienādi (tā būs ideālā 

gadījumā). TādēĜ arī tranzistoru VT3, VT4 bāzu strāvas ir vienādas, bet 

sprieguma kritums uz R8 ir tik liels, lai tranzistora VT7 kolektora potenci- 

āls būtu par diodes tiešā sprieguma krituma tiesu mazāks nekā nulles poten- 

ciāls. Tad abi izejas tranzistori ir ar vienādām bāzes strāvām un izejas sprie- 

gums ir nulle. 

Ja tranzistora VT1 bāzei pievada pozitīvu potenciālu (ieeja 2 nullēta), 

tā bāzes strāva pieaug, bet VT2 samazinās. TādēĜ pieaug VT4 bāzes strāva 

un arī VT7 bāzes strāva. Līdz ar to VT6 vairāk atvērts nekā VT5 un izejas 

spriegums kĜūst negatīvs. Tātad tranzistora VT1 bāze ir invertējošā ieeja. 

Ja iezemēta VT1 bāze, bet pozitīvu potenciālu pievienojam tranzistora 

VT2 bāzei, tranzistoru VT2 un VT3 bāzu strāvas palielinās, bet VT4 - sama- 

zinās. Līdz ar to tranzistoru VT7 un VT6 bāzu strāvas arī samazinās, bet 

izejas spriegums kĜūst pozitīvs. Tātad tranzistora VT2 bāze ir neinvertējošā 

ieeja. Lai stabilizētu pastiprinātāja darbību statiskā režīmā, bieži lieto ārēju 

balansēšanas potenciometru, bet informācijas pārvades stabilitāti panāk ar 

ārēju koriăējošo kondensatoru, kurš veido negatīvo dinamisko atgriezenis- 

52

ko saiti. Parasti nepieciešams dažus desmitus pikofaradu liels kondensa- 

tors. 

Ideālu operacionālo pastiprinātāju raksturo šādas īpašības: 

pastiprināšanas koeficients A → ∞; 

ieejas pretestība Rie → ∞; 

izejas pretestība Riz → 0; 

uiz = 0, ja Uie1 = Uie2; 

caurlaižamā signāla frekvence var būt bezgalīga. 

Praksē neviens no šiem parametriem netiek realizēts. Tā pastiprinā- 

tāja pirmās pakāpes pastiprinājuma koeficients A1 ≈ 10, otrās pakāpes A2 ≈ 

100, trešās pakāpes A3 ≈ 20 un kopējais pastiprināšanas koeficients A ≈ 

A1A2A3 ≈ 20 000. Ieejas pretestība arī nav bezgalīgi liela, jo tranzistoriem 

VTl un VT2 ir noplūdes strāvas, bet izejas pretestību nosaka ierobežojošie 

rezistori R11, R12 (apmēram 1...2 kΩ). 


Uz laboratorijas paneĜa izvietots operacionālais pastiprinātājs D1, ie- 

ejas rezistori R3,R4, R5 un potenciometri ieejas sprieguma regulēšanai R1 

un R2 (2.22. att.). Kā atgriezeniskās saites rezistors R6 darbā tiek izman- 

tota rezistoru magazīna, kuru pieslēdz attiecīgajām spailēm uz paneĜa. Ba- 

rošanas spriegumus pievada no speciāla barošanas bloka. Ieejas spriegu- 

mus Uie1 un Uie2 mēra ar ciparu voltmetru, bet izejas spriegumu - ar ciparu 

voltmetru vai magnētelektriskās sistēmas voltmetru, kuram nulle ir skalas 

vidū. 


4.1. Izstudēt operacionālo pastiprinātāju īpašības un pielietošanu. 

53 

3.22. att. Slēguma shēma operacionālā pastiprinātāja pētīšanai. 

4.2. Apdomāt un atzīmēt protokolā, kā jāsavieno savā starpā punkti 

1÷6 (sk. 2.22. att.), lai iegūtu neinvertējošā, invertējošā un summējošā pa- 

stiprinātāja shēmas. 

4.3. Uzrakstīt formulas neinvertējošā un invertējošā pastiprinātāja pa- 

stiprinājuma koeficienta aprēėinam. Formulās izmantot 2.22. attēlā dotos 

rezistoru apzīmējumus. 

4.4. PieĦemot, ka ieejas rezistoru pretestības ir zināmas (R3= R4 = R5), 

uzrakstīt formulu pretestības R6 aprēėinam, lai neinvertējošā pastiprinātāja 

gadījumā iegūtu pastiprinājuma koeficientu Kn = 3 – 0,2⋅N, kur N - 

audzēkĦa apliecības numura pēdējais cipars. 

4.5. Izrēėināt invertējošā pastiprinātāja pastiprinājuma koeficientu Ki , 

ja rezistora R6 pretestība ir tāda pati, kā 3.4. punktā atrastā. 

4.6. Uzzīmēt mērogā sakarības Uiz = f(Uie1) neinvertējošam un invertē- 

jošam pastiprinātājam, ja ieejas spriegums mainās no nulles līdz +10 V. 

4.7. Uzrakstīt summējošā pastiprinātāja izejas sprieguma formulu, ja 

vienai inversajai ieejai pievadīts spriegums Uie1, kas mainās no nulles līdz 

54

+10 V, bet otrai ieejai - līdzspriegums Uie2, kas aprēėināms saskaĦā ar iz- 

teiksmēm: 

ktu). 

a) Uie2 = N - 7 (V), ja N < 5; 

b) Uie2 = N - 4 (V), ja N ≥ 5. 

Iegūto sakarību Uiz = f(Uie1) arī iezīmēt kopējā grafikā (sk. 3.6. pun- 


5.1. Ar multimetru izmērīt un ierakstīt protokolā rezistoru R3 un R4 

pretestības. Izrēėināt pretestību R6 saskaĦā ar 3.4. punkta nosacījumu un 

iegūto vērtību iestādīt uz rezistoru magazīnas. 

5.2. Saslēgt neinvertējošā pastiprinātāja shēmu. UzĦemt sakarību Uiz = 

f(Uie1). Mērījumu rezultātus ierakstīt 2.10. tabulā. 

Neinvertējošais pastiprinātājs 

Nr. Uie1 Uiz 

p.k. 

V 

c= 

ied. V 

55 

2.10. tabula 

5.3. Saslēgt invertējošā pastiprinātāja shēmu un uzĦemt sakarību Uiz = 

f(Uie1). Mērījumu rezultātus ierakstīt 2.11. tabulā. 

Invertējošais pastiprinātājs 

Nr. Uie1 Uiz 

p.k. 

V 

c= 

ied. V 

2.11. tabula 

5.4. Pieslēgt punktam 2 otro ieeju, ieregulēt šajā ieejā spriegumu Uie2, 

kas atbilst 3.7. punkta nosacījumam, un uzĦemt sakarību Uiz = f(Uie1). 

Mērījumu rezultātus ierakstīt 2.12. tabulā. 

5.5. Iegūtos eksperimentālos punktus atlikt iepriekš sagatavotajos te- 

orētiskajos grafikos (sk. 3.6. un 3.7. punktu). 

5.6. Novērtēt darba rezultātus. 

Summējošais pastiprinātājs 

Nr. Uie2 Uie1 Uiz 

p.k. 

V V 

c= 

ied. V 


56 

2.12. tabula 

Ievērojot, ka izejas spriegums praktiski var mainīties tikai aptuveni 

barošanas spriegumu diapazonā (± 12 V), ieteicams, izpildot 3.6. un 

3.7. punktu, izvēlēties mērogu 1 V/cm, bet pa ordinātu asi atlikt spriegu- 

mus no - 12 līdz + 12 V. 

Izpildot 4.4. punktu, jāievēro, ka negatīva sprieguma Uie2 gadījumā 

ciparu voltmetra pieslēgšanas polaritāte jāmaina. Ja polaritāte nepareiza, indi- 

katora kreisajā pozīcijā mirgo zīme “-“. 

Lai izvairītos no piesātinājuma režīma, ieteicams pirmo punktu uz kat- 

ras līknes uzĦemt režīmā, kad izejas spriegums nav lielāks par 10 V. Citus 

punktus pēc tam uzĦem, ieejas spriegumu samazinot. 


6.1. Kādas ir operacionālā pastiprinātāja galvenās īpašības? Kādi ir tā 

parametri? 

6.2. KādēĜ operacionālā pastiprinātāja barošanai izmanto divus baro-

šanas avotus? 

6.3. Kā var izmainīt pastiprinājuma koeficientu? 

6.4. Kāds būs spriegums operacionālā pastiprinātāja izejā, ja inversajai 

un tiešajai ieejai pievadīs vienādus pēc lieluma un polaritātes signālus? 

saitei? 

6.5. Kāda nozīme pastiprinātāja shēmā ir negatīvajai atgriezeniskajai 

6.6. Kāds būs pastiprinātāja izejas spriegums, ja netiks pieslēgts rezis- 

tors R6? 


3.6. LOĂISKIE ELEMENTI 

Iepazīties ar loăiskajām funkcijām, to pārveidošanu un realizēšanu, 

izmantojot K155. sērijas loăiskos elementus. 


Uz paneĜa, kurš redzams 3.23. attēlā, izvietotas divas mikroshēmas - 

K155ЛA3 (četri elementi 2UN-NE) un K155ЛP1 (divi elementi 2UN- 

2VAI-NE) . Savā starpā loăiskos elementus savieno ar vadiem. Kreisajā 

pusē atrodas ieejas signālu ligzdas. Ar pārslēgiem a un b šīm ligzdām pie- 

vada signālus 0 vai 1. Jebkura loăiskā elementa stāvokĜa indikācijai iz- 

manto gaismas diodi, kura spīd, ja indikatora ieejai pievadīts signāls 1 

(augsta sprieguma līmenis). 


3.1. Izstudēt galvenās loăiskās funkcijas VAI, UN, NE. 

3.2. Sastādīt loăiskās funkcijas y = f(a, b) vērtību tabulu saskaĦā ar in- 

dividuālu variantu (sk. 2.6. tabulu) pie visām četrām abu ieejas signālu 

57 

kombinācijām. Iegūtās funkcijas vērtības ierakstīt 2.13. tabulā. 

2.23. att. Komutācijas panelis: a, b) ieejas signālu pārslēgi un ligzdas; 

c) indikatora ieeja; d) gaismas diode 


3.1. Izstudēt galvenās loăiskās funkcijas VAI, UN, NE. 

3.2. Sastādīt loăiskās funkcijas y = f(a, b) vērtību tabulu saskaĦā ar in- 

dividuālu variantu (sk. 3.13. tabulu) pie visām četrām abu ieejas signālu 

kombinācijām. Iegūtās funkcijas vērtības ierakstīt 3.14. tabulā. 

3.3. Sastādīt loăisko shēmu uzdotās funkcijas realizēšanai, izmantojot 

loăiskos elementus, kuri atrodas uz laboratorijas paneĜa (sk. 3.23. attēlu). 

Ja tas nepieciešams, loăisko funkciju iepriekš pārveidot. 

bu. 

3.4. Izstudēt asinhronā RS trigera ar tiešām un inversām ieejām darbī- 

58

2.13. tabula 

Apliecības numura 

Loăisko funkciju varianti 

Apliecības numura pēdējais cipars 

pēdējais cipars 0, 2, 4, 6, 8 1, 3, 5, 7, 9 

0 a + b 

a b + ab 

1 ( a b)( 

a + b) 

2 b 

3 ( a b)( 

a + b) 

4 a b + ab 

5 a b ab 

+ ab 

6 b 

7 ( a b)( 

a + b) 

8 b 

+ a + ab 

a a b + ab 

+ ab 

+ a b + ab 

+ ab + b 

+ a + b 

a + ( ab 

+ ab) 

b 

+ ( a + b) 

⋅ ab 

a + ( a + b)( 

a + b) 

9 a b 

a + ab 


Loăiskās shēmas darbība 

a b y 

0 0 

0 1 

1 0 

1 1 

59 

(te- 

y 

(eksp 

2.14. tabula 

4.1. Saslēgt uz komutācijas paneĜa shēmu saskaĦā ar 3.3. punktu. 

4.2. Ar pārslēgiem a un b ieslēgt visas četras ieejas signālu kombi- 

nācijas un pēc gaismas diodes stāvokĜa noteikt shēmas izejas signālus. Re- 

zultātus ierakstīt 2.14. tabulā. 

4.3. Saslēgt RS trigera shēmu un pārbaudīt tās darbību. 


Pirms darba eksperimentālās daĜas veikšanas noteikti jāsagatavo lo- 

ăiskā shēma. Pie tam jāĦem vērā, ka darbā izmantojamo loăisko elementu 

izvēle ir ierobežota. Ja uzdotās loăiskās funkcijas realizēšanai nepiecie- 

šams vairāk elementu, kā atrodas uz paneĜa, tad tādu shēmu saslēgt nevar. 

Tādā gadījumā sākotnējā loăiskā funkcija jāpārveido citā formā, izmanto- 

jot loăikas algebras formulas. Var izmantot šādas formulas: 

1) a = a 

5) a + ab = a 

2) 

3) 

4) 

a(b + c) = ab + ac 

6) ab = a + b 

a + bc = (a + b) ⋅ (a + c) 7) a + b = a ⋅ b 

a(b + b) 

= 

a 

Piemēram, funkciju y = ab ⋅ c var realizēt ar četriem UN-NE elemen- 

tiem (2.24. att. a). Ja šo funkciju pārveido, izmantojot 6. un 1. formulu: 

y = ab ⋅c 

= ab + c, 

tad pietiek ar vienu UN-VAI elementu (sk. 2.24. att. b). 

2.24. att. Loăiskās funkcijas y = ab ⋅c 

divi realizēšanas veidi 

60

Ja loăiskajam elementam UN vai NE ir vairāk ieeju, kā tas nepiecie- 

šams, liekās ieejas var savienot ar citām, atstāt brīvas vai arī tām pievadīt 

signālu 1 (2.25. att.). 

3.25. att. Loăiskās funkcijas UN-NE trīs realizēšanas veidi, 

ja loăiskajam elementam ir neizmantota ieeja 

Ja loăiskajā elementā 2UN-2VAI-NE tiek izmantota tikai viena shēma 

UN, tad elementa otras puses neizmantotās ieejas (kaut vai viena no tām) 

noteikti jāpieslēdz pie zema sprieguma līmeĦa (signāls 0). Pretējā gadīju- 

mā mikroshēma šīs brīvās ieejas uztvers kā tādas, kurām pievadīti signāli 

1. TādēĜ šīs UN shēmas izejā signāls arī izrādīsies vienāds ar 1, bet visa 

elementa UN-VAI-NE izejā - vienāds ar 0 (neatkarīgi no signāliem izman- 

totās UN shēmas ieejās). 

RS trigera ar tiešām un inversām ieejām loăiskās shēmas attēlotas 

3.26. attēlā. Praktiski realizējot šīs shēmas, jāievēro, ka trigera ar tiešām 

ieejām (3.26. att. a) sākuma stāvoklī ieejām jāpievada signāli 0 (t.i., abām 

ieejām jābūt pievienotām pie punkta ar zemu signāla līmeni). Ieejas signā- 

lu pievada, īslaicīgi atvienojot no signāla 0. 

Ja trigeram ir inversās ieejas (2.26. att. b), tad tajās pastāvīgi jābūt 

signālam 1. TādēĜ ieejām jābūt pievienotām pie punkta ar augstu spriegu- 

ma līmeni vai arī tās var atstāt brīvas. Trigera pārslēgšanai attiecīgajai ie- 

ejai īslaicīgi jāpievada signāls 0. 

61 

2.26. att. RS trigeru loăiskās shēmas: a) ar tiešām ieejām; b) ar inversām ieejām 


6.1. Paskaidrojiet loăiskās funkcijas VAI, UN, NE! 

6.2. Paskaidrojiet loăiskā elementa UN-NE darbību! Kāds signāls būs 

divu ieeju UN-NE elementu izejā pie dažādām ieejas signālu kombināci- 

jām? 

6.3. Kā realizēt loăisko funkciju NE, izmantojot loăisko elementu UN- 

NE ar divām ieejām? 

6.4. Kā realizēt loăisko funkciju UN, izmantojot loăiskos elementus 

UN-NE ar divām ieejām? 

6.5. Vai ar loăiskajiem elementiem UN-NE iespējams realizēt jebkuru 

loăisko funkciju? 

6.6. Paskaidrojiet loăiskā elementa 2UN-2VAI-NE darbību! Kā, iz- 

mantojot šo elementu, realizēt loăiskās funkcijas VAI-NE un NE? 

6.7. Paskaidrojiet RS trigeru darbības principu! 

62


2.7. NEVADĀMIE TAISNGRIEŽI 

1.1. Iepazīties ar vienfāzes un trīsfāžu taisngriežu shēmu īpatnībām 

1.2. Eksperimentāli izpētīt taisngriežu darbību ar aktīvu slodzi. 


Taisngrieži maiĦspriegumu pārveido līdzspriegumā. To darbības 

pamatā ir tiristora (diodes - ja taisngrieži neregulē) spēja vadīt strāvu tikai 

vienā virzienā. Taisngriežu shēmas līdzstrāvas iegūšanai spēj nodrošināt 

gan tikai viena, gan abu tīkla maiĦsprieguma pusperiodu izmantošanu. 

Pirmā tipa taisngrieži ir viena pusperioda, otrā tipa (daudz labāki) divu 

pusperiodu taisngrieži. 

Viena pusperioda taisngriežiem ir gan vienfāzes, gan trīsfāžu shēmas 

(2.27. att.). Trīsfāžu shēmu (trīsfāžu nullpunkta shēma) veido no trim tiris- 

toriem, kuru anodi pievienoti tīkla fāzēm A, B, C, bet katodi - slodzes vie- 

nam polam; slodzes otrs pols ir pievienots tīkla nullpunktam. 

Mūsdienu tiristoru galvenie parametri - pieĜaujamais spriegums URM 

(atkārtoti maksimālais) un pieĜaujamā perioda vidējā strāva ITAV ir Ĝoti 

augsti: spriegums parastajiem tiristoriem sasniedz 3500V (35. klase), strā- 

va 1200 A. Ir izveidoti arī speciāli augstsprieguma tiristori ar spriegumu 

līdz 10 kV un strāvu 2000...3000 A; tos lieto elektroenerăijas pārvades sis- 

tēmās. 

Tā kā tiristors neieslēdzas momentāni, bet gan ierobežoti īsā laika 

sprīdī (5...10 µs), tajā veidojas lieli komutācijas zudumi. Lai tos samazinā- 

tu, ar virknē ieslēgtu droseli palēnina strāvas pieauguma tempu. Taču dro- 

sele būs mazāka, ja tiristoram būs pieĜaujams lielāks strāvas pieauguma 

63 

temps di/dt; tas ir arī viens no tiristoru dinamiskajiem klasifikācijas para- 

metriem. Modernajiem tiristoriem tas sasniedz 1000 A/µs. 

2.27. att. Viena pusperioda taisngrieži: a - vienfāzes; b - trīsfāžu nullpunkta 

Tiristors ir jutīgs arī pret tiešā virziena anodsprieguma straujām iz- 

maiĦām, jo tā pārejām ir noteikta kapacitāte, un tādēĜ pie augsta sprieguma 

pieauguma tempa du/dt kapacitīvā strāva var patvaĜīgi ieslēgt tiristoru. 

Procesu slapē ar tiristoram paralēli slēgtu kondensatoru, un tā kapacitāte 

būs mazāka, ja tiristoram pieĜaujams augstāks du/dt; tas arī ir viens no di- 

namiskajiem klasifikācijas parametriem. Modernajiem tiristoriem tas sa- 

sniedz 1000 V/µs. 

Vienfāzes viena pusperioda shēmas gadījumā pat pie lielas slodzes 

induktivitātes strāva ir pārtraukta, t. i., tā samazinās līdz nulles vērtībai, jo 

tiristora strāvas vadāmības leĦėis X nevar sasniegt perioda leĦėi 2π (sk. 2.27. 

att. a). Šī iemesla dēĜ šādu taisngrieži lieto Ĝoti reti. Trīsfāžu shēmas gadī- 

jumā pie aktīvi induktīvas slodzes (2.27. att. b) strāva var būt nepārtraukta 

64

- katrs tiristors no tā ieslēgšanas brīža strāvu vada intervālā X = 2π/3. Kā 

redzams, pozitīvais anodspriegums uz tiristora parādās ar kavējuma leĦėi 

30° pret fāzes sprieguma pozitīvā pusperioda sākumu. Tātad fāzes A tiris- 

tora VS1 vadības sistēmas zāăveida spriegumu Ĝauj formēt līnijas sprie- 

gums uCA, kurš par 30° atpaliek no uA (2.27. att. b). Līdzīgi zāăveida sprie- 

gumu fāzes B tiristoram Ĝauj formēt līnijas spriegums uAB un fāzei C - līnijas 

spriegums uBC . Kā redzams, viena pilna perioda laika ir m2 = 3 sprieguma 

pulsācijas un izejas sprieguma maiĦkomponentes frekvence ir 3 reizes lie- 

lāka par tīkla sprieguma frekvenci ft. 

Divu pusperiodu taisngriežu shēmas veido gan vienfāzes, gan trīsfāžu. 

Vienfāzes shēmas veido divējādas: dabiskā reversora - tiltveida un trans- 

formēšanas shēmas veidā. Tiltveida shēmā (2.28. att. a) ieejas sprieguma 

pozitīvajā pusperioda var ieslēgt tiristorus VS1, VS2, bet negatīvajā - VS3, 

VS4 un nodrošināt slodzē vienvirziena strāvu id (indekss d - direct). 

a 

2.28. att. Vienfāzes divu pusperiodu taisngriežu shēmas: 

a - tiltiĦa; b - ar transformatoru 

Līdzīgi shēmā ar transformatora sekundārā tinuma viduspunktu 

(2.28. att. b) izejas spriegumu var formēt gan viena, gan otra transformatora 

65 

b 

sekundārā tinuma sprieguma polaritāte. Kad u2 > 0, var ieslēgt tiristoru VS1, 

kad u2 < 0 - tiristoru VS2. Abās shēmās viena pilna tīkla sprieguma perioda 

laikā m2 = 2 izejas sprieguma pulsācijas un m2 maiĦkomponentes frekven- 

ce ir 2ft. Abās shēmās fāzes nobīdes leĦėis α jāatskaita no pusperioda sā- 

kuma. 

Tiltveida trīsfāžu shēmu var aplūkot kā divu trīsfāžu nullpunkta 

shēmu virknes slēgumu (2.29. att.). Pirmo shēmu attiecībā pret nullpunktu 

veido ar katodiem kopā savienotie tiristori VS1, VS3, VS5 (katodu grupa), 

bet otru - ar anodiem kopā savienotie tiristori VS4, VS6, VS2 (anodu grupa). 

Pirmos var ieslēgt, kad attiecīgie fāžu spriegumi ir pozitīvi, otros - kad tie 

paši fāžu spriegumi ir negatīvi (a jāatskaita ar 30° nobīdi no fāžu sprieguma 

pusperioda sākuma). 

2.29. att. Trīsfāžu tiltveida shēmas taisngriezis 

Tiristora VS1 kavējuma leĦėi sāk atskaitīt no brīža, kad spriegums uA ir 

66

pozitīvāks par citiem, VS2 - kad uc ir negatīvāks par citiem, VS3 - kad uB ir 

pozitīvāks, VS4 - kad uA ir negatīvāks, VS5 - kad uc ir pozitīvāks, VS6 - kad 

uB ir negatīvāks. Kavējuma atskaites sākumbrīži, līdzīgi kā trīsfāžu null- 

punkta shēmā, atpaliek par 30° no attiecīgā fāzes sprieguma pusperioda 

sākuma, tātad jāsinhronizē ar attiecīgajiem līnijas spriegumiem: tiristora 

VS1 vadībai ar uCA, VS2 vadībai - ar uCB, VS3 vadībai - ar uAB, VS4 vadībai - ar 

uAC VS5 vadībai - ar uBC, VS6 - ar uBA. Vadības sistēmā ir 6 vienādi kanāli, un 

katru sinhronizē (saskaĦo ar tiristora pozitīvo anodspriegumu) cits līnijas 

spriegums. Tomēr, lai reāli veidotu tiltā strāvu, vienlaikus jāatver divu da- 

žādu grupu tiristori, ko var panākt divējādi: vai nu padodot uz katru tiristo- 

ru divus par 60° savstarpēji nobīdītus īsus vadības impulsus (2.29. att. otrais 

vadības impulss ir attēlots ar pārtrauktu līniju), vai arī vienu garu (garāku par 

60°) impulsu. 

Kā redzams attēlā, perioda laikā izejas sprieguma līknē ir 6 pulsācijas 

un f2 = 6ft. Katrs tiristors nepārtrauktas strāvas režīmā (kad slodze ir aktīvi 

induktīva) vada strāvu divos blakus izvietotos raksturīgajos 60° intervālos, 

tātad kopumā 120° intervālā. 


Uz paneĜa izvietotas diodes V1-V6, pārslēgi S1 un S2 un taisngrieža 

slodze - rezistors R1 (2.30. att.). Taisngriezi pieslēdz trīsfāžu četrvadu tīk- 

lam, kura fāzes spriegumu Uf mēra ar elektromagnētiskās sistēmas vol- 

tmetru. Taingrieztā sprieguma vidējo vērtību Ud mēra ar magnētelektris- 

kās sistēmas voltmetru. Ar pārslēgu S1 var ieslēgt vienfāzes vai trīsfāžu 

režīmu, bet ar pārslēgu S2 - taisngrieža shēmas veidu (vientakta vai tilta). 

Lai izpētītu taisngrieža izejas sprieguma formu, paralēli slodzei R1 

67 

pieslēdz oscilogrāfu. 

2.30. att. Slēguma shēma taisngriežu pētīšanai 


4.1. Izstudēt vienfāzes un trīsfāžu taisngriežu shēmas un to darbības 

principu, pievēršot uzmanību shēmu īpašību salīdzinājumam. 

4.2. Uzzīmēt sagaidāmās slodzes sprieguma līknes visām pētāmajām 

taisngriežu shēmām. 


5.1. Izmērīt ieejas spriegumu Uf un izejas spriegumu Ud šādām taisn- 

grieža shēmām: 

a) vienfāzes viena pusperioda; 

b) vienfāzes tilta; 

c) trīsfāžu ar netrāli; 

d) trīsfāžu tilta. 

Mērījumu rezultātus ierakstīt 2.16. tabulā. Visos gadījumos no oscilo- 

grāfa ekrāna nozīmēt oscilogrammas. 

5.2. Visām pētāmajām shēmām izrēėināt taisngrieztā sprieguma vidē- 

jās vērtības Ud attiecību pret tīkla fāzes spriegumu Uf . Rezultātus salīdzi- 

68

nāt ar teoriju. 

Nr. 

p.k. 

Shēma 

Uf Ud Ud/Uf 

69 

2.16. tabula 

c= c= eksp. teor. 

ied. V ied. V 

5.3. Analizējot oscilogrammas, izdarīt slēdzienus par pulsāciju lielumu 

dažādām taisngriešanas shēmām. 


Lai oscilogrammas būtu vieglāk salīdzināt, tās ieteicams uzĦemt vienā 

mērogā. TādēĜ oscilogrāfa izvērsi pa horizontāli vajag noregulēt tā, lai uz 

ekrāna izvietotos ne mazāk par barojošā sprieguma vienu periodu. Visla- 

bāk izvērsi regulēt laikā, kad ar pārslēgiem S1 un S2 ieslēgta vienfāzes 

viena pusperioda taisngrieža shēma. 

Oscilogrāfa pastiprinājumu pa vertikāli vajag noregulēt tā, lai oscilo- 

gramma izvietotos ekrāna robežās trīsfāžu tilta shēmas gadījumā. Pie tam 

līnijai, kas atbilst nulles līmenim, arī jāatrodas ekrāna robežās. Pēdējo no- 

sacījumu pārbauda, atvienojot oscilogrāfu no taisngrieža. 

Izpildot 5.2. punktu, var izmantot šādas teorētiskās taisngrieztā sprie- 

guma vidējās vērtības attiecības pret barojošā tīkla fāzes spriegumu: 

Shēma Ud/Uf 

Vienfāzes viena pusperioda 0,45 

Vienfāzes tilta 0,90 

Trīsfāžu ar neitrāli 1,17 

Trīsfāžu tilta 2,34 

mām? 


7.1. Paskaidrojiet taisngriežu darbības principu! 

7.2. Kādas priekšrocības un trūkumi ir dažādām taisngriešanas shē- 

7.3. Kāpēc lielas jaudas taisngriežu iekārtās neizmanto viena pusperi- 

oda taisngriežus un trīsfāžu taisngriežus ar neitrāli? 

līmeni? 

sācijas? 

7.4. Kura taisngriešanas shēma nodrošina vismazāko relatīvo pulsāciju 

7.5. Ar kādiem elementiem var samazināt taisngrieztā sprieguma pul- 

7.6. Vai taisngriezto spriegumu var mērīt ar elektromagnētiskās sistē- 

mas voltmetru? Vai šajā gadījumā voltmetrs rādīs to pašu, ko magnētelek- 

triskās sistēmas voltmetrs? 


3.8. VADĀMS TAISNGRIEZIS 

1.1. Apgūt sprieguma fāzes regulēšanas principu 

1.2. Izpētīt vadāmu tiristora taisngriezi. 


Vadāmajos jeb stūrējamos nestabilizētos taisngriežos, mainot to 

darba režīmu, var mainīt izejas līdzsprieguma vērtības. Visizplatītākie ir 

vadāmie taisngrieži ar tiristoriem. Tiristoru ieslēgšanai nepieciešams padot 

attiecīgu vadības spriegumu. Ja tiristoru, kuram pieslēgts maiĦspriegums, 

ar vadības spriegumu ieslēdz, tiristors darbojas ventiĜa režīmā kā parasta 

pusvadītāju diode. Ja turpretim uz tiristora vadības elektrodu padod maiĦ- 

70

spriegumu uv un šis vadības spriegums ir nobīdīts fāzē par leĦėi α attiecī- 

bā pret tiristoram pieslēgto maiĦspriegumu u, tiristora ieslēgšanās aizka- 

vējas un līdz ar to strāva caur tiristoru plūst tikai noteiktas pozitīvā puspe- 

rioda daĜas laikā. 

Mainot vadības sprieguma fāzu nobīdes leĦėi a, maina tiristora ie- 

slēgtā stāvokĜa ilgumu katra pozitīvā pusperioda laikā. Līdz ar to maina arī 

vidējo strāvas vērtību, kam atbilst vidējā līdzsprieguma vērtība uz slodzes. 

Ja fāzu nobīdes leĦėi a maina robežās no 0 līdz jt, spriegums uz tiristora 

slodzes mainās no maksimālās vērtības līdz nullei. 

2.31. attēlā parādīts vadāmais divtaktu taisngriezis ar tiristoriem T1 

un T2. Shēma nodrošina līdzsprieguma regulēšanu no nulles līdz nomināl- 

vērtībai. Mainot vadības rezistora Rv pretestību, maina fāzgriezējtilta fāzu 

raksturlīkni, līdz ar to arī vadības spriegumu fāzu nobīdes leĦėi α. 

2.32. attēlā paradītas vadāmā taisngrieža spriegumu un strāvu os- 

cilogrammas. Kā redzams no oscilogrammām, slodzes spriegumu nosaka 

abu tiristoru strāvu summa, līdzsprieguma vidējā vērtība U- atkarīga no šo 

strāvu pusperiodu daĜu ilgumiem, t. i., no fāzu nobīdes leĦėa α. 

2.31. att. Vadāmais divtaktu taisngriezis 

71 

2.32. att. Vadāmā taisngrieža spriegumu un strāvu oscilogrammas 


2.33. att. Slēguma shēma vadāma taisngrieža pētīšanai 

Visa eksperimentālā iekārta, izĦemot slodzi un mēraparātus, izvieto- 

ta uz paneĜa (2.33. att.). Virknē ar slodzi Rsl ieslēgts tiristors V1. Vadības 

impulsus izstrādā vadības bloks VB. Impulsu aizturi attiecībā pret pievadī- 

tā maiĦsprieguma pozitīvā pusperioda sākumu var regulēt, mainot maiĦre- 

72

zistora R1 pretestību. MaiĦsprieguma efektīvo vērtību U mēra ar elek- 

tromagnētiskās sistēmas voltmetru, bet taisngrieztā sprieguma vidējo vēr- 

tību Ud - ar magnētelektriskās sistēmas voltmetru vai multimetru. Taisn- 

grieztā sprieguma formas pētīšanai izmanto elektronisko oscilogrāfu. 


4.1. Izstudēt vienfāzes viena pusperioda vadāma taisngrieža darbības 

principu. 

4.2. Uzzīmēt sagaidāmo taisngrieztā sprieguma oscilogrammu. 

4.3. Apdomāt 5.2. punkta izpildes kārtību un uzrakstīt nepieciešamās 

formulas. 


5.1. Trim vadības leĦėa α vērtībām uzĦemt taisngrieztā sprieguma os- 

cilogrammas. Izmērīt ieejas un izejas spriegumus un ierakstīt tos 2.17. ta- 

bulā. 

Nr. 

p.k. 

U Ud α Ud apr. 

c= c= 

ied. V ied. V grādi V 

73 

2.17. tabula 

5.2. Izmantojot oscilogrammas, noteikt vadības leĦėus α un ierakstīt 

tos 2.17. tabulā. 

5.3. Analītiski izrēėināt taisngrieztā sprieguma vidējo vērtību un salī- 

dzināt ar eksperimentā izmērīto. 


UzĦemot oscilogrammas, jāuzzīmē ne mazāk par vienu periodu (t.i., 

360 0 ). Tas dod iespēju noteikt mērogu pa abscisu asi (grādos uz milimet- 

ru). Tā kā līdz vadības signāla pienākšanai tiristors ir aizvērts, t.i., oscilo- 

grammā turpinās nulles līmenis, kas bija sācies agrāk (negatīvā pusperioda 

laikā), tieši noteikt leĦėi α nevar. TādēĜ ieteicams vispirms noteikt leĦėi 

no α līdz 180 0 , kas atbilst tiristora atvērtajam stāvoklim. Taisngrieztā 

sprieguma vidējo vērtību var izrēėināt, izmantojot formulu 

π 

1 

U m 

U d = sinω 

( ω ) = ( 1+ 

cosα 

) 

2π 

∫U 

m t d t 

, 

2π 

kur Um - pievadītā maiĦsprieguma amplitūda. 


α 

7.1. Paskaidrojiet vadāmā taisngrieža darbības principu! 

7.2. KādēĜ slodzes spriegumu mēra ar magnētelektriskās sistēmas vol- 

tmetru? Ko rādīs elektromagnētiskās sistēmas voltmetrs? 

7.3. Kā izmainīsies taisngrieža darbība, ja tiristoru aizstās ar diodi? 

7.4. Ko sauc par vadības leĦėi? Kā mainās taisngrieža darba režīms, 

ja palielina vadības 

leĦėi? 

7.5. Kādam jābūt vadības leĦėim, lai iegūtu maksimālo taisngrieztā 

sprieguma vidējo vērtību? 

74

Ieteicama literatūra: 

1. Greivulis J., RaĦėis I. Iekārtu vadības elektroniskie elementi un 

mezgli. – R.: Avots, 1997. 288 lpp. 

2. RaĦėis I. Energoelektronika. - Rīga: RTU, 2002, 142 lpp. 

3. Stiprās strāvas rūpniecības elektronika / E.Blumbergs, J.Greivulis 

u.c. -Rīga: Liesma, 1974, 246 lpp. 

lpp. 

4. Zolbergs J. Vispārīgā elektrotehnika. – R.: Zvaigzne, 1974. 542. 

5. Popovs V., Nikolajevs S. Elektrotehnika. – R.: Zvaigzne, 1971. 

583. lpp. 

2002. 

6. Laganovskis J. Elektrotehnika. – R.: Zvaigzne, 1985. 284 lpp. 

7. Priednieks E. Elektriskās ėēdes un to vienādojumi. – R.: RTU, 

8. Briedis J., DūmiĦš L., Lasis U., Ratnieks U., Tabaks K. Elektroteh- 

nikas teorētiskie pamati. Stacionāri procesi lineārās ėēdēs / L. DūmiĦa 

red. - R.; Zvaigzne ABC, 1999. - 301 lpp. 

9. Elektrotehnikas teorētiskie pamati. Stacionāri procesi lineārās ėēdēs 

/ K.Tabaka red. - R.; Zvaigzne, 1985. - 331 lpp. 

10. Thorborg K. Power Electronics - in Theory and Practice. - Lund: 

Studentliteratur, 1997. 522 pp. 

11. Mohan N., Undeland T., Robbins W. Power Electronics: Convert- 

ers, Application, Design. - NY: John Wiley and sons. 1989, 667 pp. 

12. Muhammad H. Rashid. Power Electronics. Handbook. - Academic 

Press, London, 2001. 895 pp. 

75 

13. Полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник. Под 

ред. Н.Л. Горюнова. M.: Высшая школа. 1986. 

14. Основы промышленной электроники. Под ред. В.Г.Герасимова. 

М.: Высшая школа. 1986. 

15. Справочное пособие по основам электротехники и элек- 

троники. Под ред. А.В. Нетушила. М.: Энергоатомиздат. 1995. 

16. Электротехника и основы электроники. Под ред. О.П.Глудкина. 

Б.П.Соколова. М.: Высшая школа. 1993. 

76

LABORATORIJAS DARBI ELEKTRONIKĀ - Rīgas Valsts tehnikums

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?