KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 16.
Którą właściwość posiada wzmacniacz tranzystorowy przedstawiony na rysunku?
Ilustracja przedstawia schemat wzmacniacza tranzystorowego, który jest częścią egzaminu zawodowego dla technika elektronika,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystancja wejściowa jest cechą, którą można odczytać z konfiguracji stopnia i sposobu włączenia elementów polaryzacji na schemacie. Dla pokazanego układu typowy rząd wielkości Rin jest wysoki, około 100 kΩ, dlatego stwierdzenie o średniej rezystancji wejściowej ~100 kΩ opisuje właściwą cechę tego wzmacniacza.

Pełne wyjaśnienie:

Pytanie dotyczy rozpoznania właściwości wzmacniacza tranzystorowego na podstawie schematu. W praktyce egzaminacyjnej najczęściej sprawdza się, czy potrafisz powiązać konfigurację stopnia (oraz elementy polaryzacji i sprzężenia) z typowymi parametrami: rezystancją wejściową, rezystancją wyjściową, wzmocnieniem napięciowym i ewentualnym odwróceniem fazy.

Odpowiedź "Średnia rezystancja wejściowa tego wzmacniacza wynosi około 100 kΩ" jest poprawna, ponieważ dla przedstawionej topologii stopnia (wnioskowanej ze schematu) rezystancja widziana od strony wejścia ma zwykle wysoki rząd wielkości – często dziesiątki do setek kiloohmów. O tym decydują m.in. elementy w torze wejściowym oraz to, czy wejście jest wprowadzane przez kondensator sprzęgający i/lub dzielnik polaryzujący, które potrafią ustawić dominujący poziom Rin w zakresie kΩ–setek kΩ.

Dlaczego pozostałe stwierdzenia nie są właściwe jako cecha identyfikująca ten układ?

  • "Sygnał wyjściowy jest odwrócony o 180° w stosunku do sygnału wejściowego" – odwrócenie fazy zależy od konfiguracji (np. typowo występuje w stopniu ze wspólnym emiterem), ale nie jest uniwersalne dla każdego wzmacniacza tranzystorowego. Jeżeli na schemacie zastosowano inną konfigurację lub buforowanie, przesunięcie fazy może nie wynosić 180°.
  • "Średnia rezystancja wyjściowa tego wzmacniacza wynosi około 10 kΩ" – rezystancja wyjściowa jest silnie zależna od sposobu obciążenia, użytego rezystora w kolektorze/drenie (lub emiterze/źródle) oraz ewentualnego sprzężenia zwrotnego. W wielu typowych układach jest ona znacznie mniejsza (bufory) albo zbliżona do rezystora obciążenia (stopnie napięciowe), więc wartość "10 kΩ" nie jest tu właściwym opisem.
  • "Wzmocnienie napięciowe tego układu wynosi około 10 V/V" – wzmocnienie zależy od parametrów małosygnałowych tranzystora, wartości rezystorów, kondensatorów obejściowych i częstotliwości. Bez jednoznacznego wyznaczenia warunków pracy i analizy małosygnałowej nie można traktować "10 V/V" jako pewnej właściwości identyfikującej.

Wskazówka do nauki: na egzaminie najpierw rozpoznaj konfigurację stopnia, potem sprawdź, które stwierdzenie opisuje parametr najmniej zależny od szczegółowych warunków (często jest to właśnie rząd wielkości rezystancji wejściowej wynikający z elementów na wejściu).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Rezystancja wejściowa to opór "widziany" przez źródło sygnału na wejściu wzmacniacza. Im większa, tym mniej wzmacniacz obciąża poprzedni stopień i tym mniejsze tłumienie sygnału wejściowego. Zależy od konfiguracji stopnia oraz elementów polaryzacji i sprzęgających.
Najpierw ustal konfigurację tranzystora (np. wspólny emiter/baza/kolektor). W typowym stopniu ze wspólnym emiterem sygnał na kolektorze jest w przeciwfazie do sygnału na bazie. W buforach (np. wtórnik emiterowy) faza zwykle nie jest odwrócona.
W wielu układach dominują ją rezystory dzielnika polaryzującego oraz sposób doprowadzenia sygnału (np. przez kondensator sprzęgający). Jeśli te rezystory mają duże wartości, wejście "widzi" duży opór, co jest korzystne przy współpracy z czujnikami lub źródłami o dużej impedancji.
Rezystancja wyjściowa opisuje, jak mocno wyjście wzmacniacza "siada" pod obciążeniem. Im mniejsza, tym mniejszy spadek napięcia na wyjściu po dołączeniu obciążenia i tym lepsze przekazywanie sygnału do następnego stopnia. Zależy od topologii i sprzężenia.
Najczęstsze błędy to: mylenie wejścia z wyjściem (przypisanie Rin jako Rout), ignorowanie rezystorów polaryzacji na wejściu oraz automatyczne zakładanie, że tranzystor zawsze daje odwrócenie fazy. Pomaga analiza: gdzie jest sygnał doprowadzony i skąd jest pobierany.
Zwykle nie. Wzmocnienie zależy od punktu pracy, parametrów małosygnałowych tranzystora, wartości rezystorów oraz kondensatorów (a więc i od częstotliwości). Bez danych liczbowych i warunków pracy da się co najwyżej ocenić rząd wielkości lub kierunek zmian, a nie pewną wartość.
Gdy źródło sygnału ma dużą impedancję lub jest wrażliwe na obciążenie, np. niektóre czujniki, przetworniki, mikrofony, wyjścia filtrów RC. Duża rezystancja wejściowa ogranicza spadek napięcia na źródle i pozwala zachować amplitudę oraz charakterystykę częstotliwościową.
Najczęściej: rezystory dzielnika polaryzującego bazy/bramki, rezystor w torze wejściowym (jeśli jest) oraz impedancja wejściowa samego tranzystora w danej konfiguracji. Kondensator sprzęgający nie ustala Rin w DC, ale wpływa na "widzenie" impedancji w AC zależnie od częstotliwości.
Bo impedancje stopnia wynikają z kilku elementów jednocześnie i zależą od punktu pracy oraz częstotliwości. Na egzaminie liczby te traktuje się jako rzędy wielkości typowe dla danej konfiguracji i doboru rezystorów, a nie jako wynik dokładnego pomiaru w każdych warunkach.
Ćwicz rozpoznawanie konfiguracji tranzystora na schematach i kojarzenie jej z cechami: odwrócenie fazy, typowe Rin i Rout oraz rola elementów polaryzacji. Pomagają krótkie fiszki: "WE – możliwe odwrócenie fazy", "wtórnik – duża Rin, mała Rout", plus zadania z analizy schematów.
info

Statystycznie 36% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że rezystancja wejściowa jest cechą, którą można odczytać z konfiguracji stopnia i sposobu włączenia elementów polaryzacji na schemacie.

Źródła:

  • Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer, "Analysis and Design of Analog Integrated Circuits", rozdziały o wzmacniaczach tranzystorowych i rezystancji wejściowej/wyjściowej (BJT/MOS), 5th edition, 2009.
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits", rozdziały o wzmacniaczach tranzystorowych (małosygnałowe modele, Rin i Rout), 7th edition, 2014.
  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics", część dotycząca stopni tranzystorowych i praktycznych wartości impedancji wejściowej/wyjściowej, 3rd edition, 2015.

Materiały:

  • Rozdziały o wzmacniaczach BJT/FET: rezystancja wejściowa/wyjściowa i wzmocnienie
  • Zadania z rozpoznawania konfiguracji tranzystora na schemacie (WE/WB/WK)
  • Notatki o sprzężeniu zwrotnym i jego wpływie na Rin/Rout

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego