KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 27.
Schemat ideowy wzmacniacza w układzie OE ze stabilizacją spoczynkowego punktu pracy przedstawiono na rysunku
Ilustracja przedstawia cztery schematy ideowe obwodów elektrycznych, oznaczone literami A, B, C i D.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wzmacniacz OE ze stabilizacją punktu pracy ma zwykle rezystor w emiterze, który wprowadza ujemne sprzężenie zwrotne dla składowej stałej i stabilizuje prąd spoczynkowy. Kondensator równolegle do tego rezystora może "obejść" go dla AC, zachowując stabilizację DC i większe wzmocnienie sygnału.

Pełne wyjaśnienie:

Wzmacniacz w układzie OE (wspólny emiter) rozpoznaje się po tym, że sygnał wejściowy jest doprowadzany do bazy, a sygnał wyjściowy odbierany z kolektora. W typowym rozwiązaniu baza jest spolaryzowana dzielnikiem R1–R2, a w kolektorze znajduje się rezystor RC. Kondensatory na wejściu i wyjściu (sprzęgające) odcinają składową stałą, przepuszczając składową zmienną.

Stabilizacja spoczynkowego punktu pracy dotyczy przede wszystkim składowej stałej (DC): chodzi o to, aby prąd i napięcia w tranzystorze w stanie bez sygnału nie "uciekały" przy zmianach temperatury i parametrów tranzystora. Kluczowym elementem stabilizującym jest rezystor w emiterze (RE). Gdy prąd emitera rośnie, spadek napięcia na RE rośnie, co zmniejsza napięcie baza–emiter i przeciwdziała dalszemu wzrostowi prądu. To jest klasyczne ujemne sprzężenie zwrotne dla DC.

W praktyce często dodaje się kondensator równolegle do RE. Dla DC kondensator stanowi przerwę, więc stabilizacja punktu pracy nadal wynika z obecności RE. Dla sygnałów zmiennych kondensator ma małą impedancję i "omija" RE, dzięki czemu wzmocnienie napięciowe układu OE może być większe (mniejsze lokalne sprzężenie zwrotne dla AC).

Dlatego poprawna jest odpowiedź "D.", bo przedstawia emiter połączony z masą przez rezystor oraz kondensator połączony z tym rezystorem równolegle: stabilizacja DC jest zachowana, a tor AC może mieć większe wzmocnienie.

Pozostałe warianty nie spełniają typowej definicji stabilizacji punktu pracy:

  • Układ z emiterem połączonym bezpośrednio do masy nie ma rezystora emiterowego, więc nie zapewnia klasycznej stabilizacji DC przez ujemne sprzężenie zwrotne.
  • Układ z samym kondensatorem w emiterze nie stabilizuje punktu pracy, bo dla DC kondensator jest przerwą i emiter nie ma właściwej drogi ustalającej prąd spoczynkowy.
  • Układ z rezystorem i kondensatorem połączonymi szeregowo w emiterze daje inne własności dla AC, ale dla DC kondensator w szeregu odcina prąd, więc nie realizuje typowej stabilizacji punktu pracy opartej na RE.

Wskazówka egzaminacyjna: aby ocenić stabilizację punktu pracy, zawsze analizuj tor DC (kondensatory traktuj jako rozwarcie). Jeśli w emiterze istnieje rezystor pracujący dla DC, to najczęściej oznacza stabilizację punktu pracy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Układ OE (wspólny emiter) to konfiguracja tranzystora bipolarnego, w której emiter jest wspólnym punktem odniesienia dla wejścia i wyjścia. Sygnał wejściowy podaje się na bazę, a wyjście zwykle pobiera z kolektora. Układ daje wzmocnienie napięciowe i odwraca fazę sygnału.
Najczęściej szukaj rezystora w emiterze (RE) pracującego dla składowej stałej. Działa on jak ujemne sprzężenie zwrotne DC: wzrost prądu zwiększa spadek napięcia na RE, co zmniejsza VBE i ogranicza dalszy wzrost prądu. Kondensatory nie stabilizują DC.
Rezystor emiterowy wprowadza ujemne sprzężenie zwrotne dla DC. Jeśli prąd emitera rośnie (np. przez temperaturę), rośnie spadek na rezystorze, więc maleje napięcie baza–emiter. To automatycznie "cofa" tranzystor i zmniejsza prąd, stabilizując punkt pracy.
Kondensator równolegle do RE zwykle zwiększa wzmocnienie dla sygnału zmiennego, bo dla AC ma małą impedancję i omija rezystor (mniej sprzężenia zwrotnego AC). Jednocześnie dla DC kondensator jest przerwą, więc stabilizacja punktu pracy nadal wynika z obecności RE.
Nie w typowym sensie. Dla składowej stałej kondensator jest rozwarty, więc nie zapewnia drogi ustalającej prąd emitera ani ujemnego sprzężenia zwrotnego DC. Stabilizacja punktu pracy jest związana z elementami przewodzącymi DC (np. rezystorem emiterowym), a nie z samym kondensatorem.
Stosuj prostą zasadę: dla analizy DC traktuj kondensatory jako przerwę, a dla analizy AC (w paśmie pracy) jako elementy o małej impedancji. Stabilizacja punktu pracy oceniana jest w DC, więc w pierwszej kolejności "odłącz" kondensatory myślowo i sprawdź, co ustala prądy.
Dzielnik R1–R2 ustala napięcie bazy względem masy, czyli wstępnie polaryzuje tranzystor i pomaga ustawić punkt pracy. Dzięki temu baza nie "wisi" i jest mniej wrażliwa na przypadkowe zmiany. W połączeniu z RE daje stabilniejszy punkt pracy niż samo sterowanie prądem bazy.
Kondensator sprzęgający na wyjściu odcina składową stałą napięcia kolektora i przepuszcza tylko sygnał zmienny do następnego stopnia lub obciążenia. Dzięki temu nie przenosisz polaryzacji DC między stopniami wzmacniacza, a kolejne układy mogą mieć własne punkty pracy.
Najczęściej myli się kondensator obejściowy z elementem stabilizującym DC oraz pomija się fakt, że kondensatory dla prądu stałego są przerwą. Drugi błąd to patrzenie tylko na liczbę elementów, zamiast na to, czy istnieje rezystor emiterowy działający w DC. Pomaga analiza DC "z odłączonymi kondensatorami".
Połączenie równoległe oznacza, że rezystor i kondensator mają te same dwa węzły (kondensator "omija" rezystor dla AC). Połączenie szeregowe tworzy jedną gałąź, w której prąd musi płynąć kolejno przez R i C. Dla DC szeregowy kondensator blokuje przepływ, co zmienia działanie układu.
info

Statystycznie 42% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Wzmacniacz OE ze stabilizacją punktu pracy ma zwykle rezystor w emiterze, który wprowadza ujemne sprzężenie zwrotne dla składowej stałej i stabilizuje prąd spoczynkowy."

Źródła:

  • Wikipedia: Common emitter, sekcja "Emitter degeneration" (rezystor emiterowy i stabilizacja), https://en.wikipedia.org/wiki/Common_emitter - accessed 2026-03-31
  • Wikipedia: Voltage divider bias, opis polaryzacji tranzystora dzielnikiem, https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider_bias - accessed 2026-03-31
  • All About Circuits: BJT Biasing (Voltage Divider Bias), omówienie roli R_E i stabilizacji punktu pracy, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-4/bjt-biasing/ - accessed 2026-03-31

Materiały:

  • Rozdziały o polaryzacji tranzystorów i wzmacniaczu OE w podręczniku elektroniki analogowej
  • Notatki/lekcje o ujemnym sprzężeniu zwrotnym i stabilizacji punktu pracy tranzystora
  • Ćwiczenia laboratoryjne: pomiar punktu pracy i wzmocnienia z/bez kondensatora obejściowego emitera

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego