Διάλεξη 6 / Διάλεξη 6 - Χατζόπουλος Αλκιβιάδης (ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ, 2014)
Διάλεξη 6: Παρουσίαση της Δεύτερης Εργαστηριακής Άσκησης Να κάνουμε λίγο σήμερα την παρουσίαση της Δεύτερης Εργαστηριακής Άσκησης, την οποία θα κάνετε αμέσως μετά τις διακοπές του Πάσχα, για να έχετε υπόψεως περίπου τι πράγματα πρέπει να δείτε. Το πρώτο ήταν η γενήτρια τριγωνικών κινηματομορφών. Φαντάζουμε τι κάνετε, την άσκηση, έτσι. Και τώρα να δούμε τη γενήτρια της κλιμακωτής τάσης, η οποία και αυτή βασίζεται σε κυκλώματα, τα οποία θεωρητικά τα έχουμε ήδη αναλύσει στην ηλεκτρονική ίδιο. Αυτό είναι το πλήρες κύκλωμα της γενήτριας. Έχει, όπως βλέπετε, τρία τμήματα, δύο ταλαντοτές ασταθείς και έναν ολοκληρωτή, ο οποίος έχει μια διαφορά από τον κλασικό ολοκληρωτή, ότι ο πυκνοτής στον οποίο γίνεται ολοκλήρωση είναι γεωμένος. Αυτό μας βοηθάει σε κάτι στην πράξη σε αυτό το κύκλωμα. Οι δύο ασταθείς, όπως βλέπετε, είναι διαφορετικό κύκλωμα για εκπαιδευτικούς λόγους. Θα μπορούσαν να είναι και οι δύο φτιαγμένοι με timer 555. Αλλά για εκπαιδευτικούς λόγους έχουμε βάλει τον ένα να είναι με timer και τον άλλο να είναι με τελεστικό ενισχυτή. Απλώς για να δούμε και τα δύο κυκλώματα. Και το αποτέλεσμα βέβαια αυτό της κλιμακωτής τάσης που λέμε είναι αυτή η εικόνα. Παίρνουμε δηλαδή μια τάση, η οποία έχει την μορφή κλίμακας. Και αυτή η τάση χρησιμεύει σε αρκετές περιπτώσεις, παρήμαν δω σχάρι, σε διάφορα όργανα ελέγχου. Όταν θέλουμε για να ελέγξουμε τη λειτουργία για διάφορες τάσεις κάποιων συσκευών. Ή να στείλουμε κάποιο σήμα στο οποίο θέλουμε να δούμε μετατροπία αναλογικού σε ψηφιακό για παράδειγμα. Να ελέγξουμε ότι δουλεύει σωστά. Παράγουμε τέτοιου είδους σήματα. Και θα το δούμε αυτό και στην πράξη. Δηλαδή με αυτό το σήμα θα δούμε τις χαρακτηριστικές ενός transistor. Θα δείτε στην πράξη στο εργαστήριο, θα βάλετε στην βάση αυτές τις τάσεις. Και επομένως για κάθε τιμή τάσης, δηλαδή ουσιαστικά για κάποιο αντίστοιχο ρεύμα, θα δείτε τις χαρακτηριστικές εξόδου ενός transistor. Για να δούμε λίγο αναλυτικότερα τη λειτουργία. Καταρχήν, ο χρονιστής, ο timer με το 5.5, έχει έξοδο στο σημείο V1. Και ανάλογα με τις τιμές που θα δούμε εδώ τώρα στη συνέχεια, πώς επιλέγουμε τις τιμές των αντιστάσεων R1 και R2, θα πάρουμε την κυματομορφή V1. Στη συνέχεια, η δεύτερη κυματομορφή που μας ενδιαφέρει είναι η κυματομορφή V3. Έχουμε εδώ τον ασταθεί αυτόν τον ταλαντοτή, αλλά στην έξοδο του βάζουμε μία δύο, δώστε να πάρουμε εδώ θετικά, θα το σχολιάσουμε αυτό στη συνέχεια, να πάρουμε μόνο το θετικό τμήμα της κυματομορφής. Και επομένως εδώ έχουμε έναν παλμό, ο οποίος έρχεται σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές, σε συγκεκριμένη περίοδο. Και εδώ υπάρχει ο ολοκληρωτής, ο οποίος για τα διαστήματα που υπάρχει τη μη V1 κάνει ολοκλήρωση. Ολοκλήρωση για τα διαστήματα που το V1 είναι 0, θεωρητικά διατηρεί ακριβώς την ίδια τιμή που έχει στα άκρα της του πυκνοτή. Επομένως βλέπετε ότι η κλιμακοτή σχεδιάζεται έτσι ιδανικά, αλλά στην πραγματικότητα αυτό που συμβαίνει είναι ότι εδώ έχουμε φόρτιση, στα διαστήματα αυτά λοιπόν έχουμε φόρτιση του πυκνοτή και στα ενδιάμεσα έχουμε σταθερή τιμή. Άρα τα τμήματα αυτά δεν είναι ακριβώς κατακόρυφα, είναι απλώς η κλίση που έχει η καμπύλη φόρτισης ενός πυκνοτή. Αυτή είναι η χρονική διάρκεια ενός σκαλοπατιού, η οποία προφανώς καθορίζεται από την περίοδο του τάλαντο Tα, του ασταθή α και η συνολική διάρκεια της κλίμακας καθορίζεται από την περίοδο, ουσιαστικά από τη διάρκεια που ο δεύτερος ασταθής έχει έξοδο μηδέν. Υπάρχουν άλλα δύο τρανζίστορ εδώ τα οποία βοηθούν στον συγχρονισμό, θα το δούμε αναλυτικά, ζητείτε να το δείτε αυτό και στην πράξη αναλυτικά. Τι κάνουνε αυτά εδώ τα τρανζίστορ. Καταρχήν το τρανζίστορ Tα1, αυτό εδώ. Βλέπετε ότι στο Tα1 έρχεται ο παλμός από τον δεύτερο ασταθή σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές και επομένως για εκείνες χρονικές στιγμές το τρανζίστορ αυτοάγει, πάει κατευθείαν στον κορεσμό, σαν διακόπτης λειτουργεί, γιώνει τον πυκνοτή, γι' αυτό είπαμε χρειαζόμαστε ένα κύκλο μας στο οποίο ολοκλήρωσης, αλλά ο πυκνοτής να είναι γιωμένος, έτσι ώστε να μπορούμε να κάνουμε αυτή τη διαδικασία, γιατί θα ήταν λίγο πιο δύσκολο να την κάνουμε όταν ο πυκνοτής ήταν στην ανάδραση, θυμάστε το κλασικό κύκλωμα του ολοκληρωτή με τελεστικό ενισχυτή, ο πυκνοτής είναι στην ανάδραση. Εκεί θα ήταν λίγο πιο δύσκολο να κάνουμε αυτή την εκφόρτιση και επομένως εδώ με αυτή τη διαδικασία μπορούμε να κάνουμε άμεσα την εκφόρτιση. Βλέπετε, αυτή η εκφόρτιση διαρκεί αυτή η αγωγημότητα που το τρανζίστορ διαρκεί για όσο θέλουμε εμείς να κανονίζουμε από αυτόν τον ασταθή και στην συνέχεια πάλι ελευθερώνεται και αρχίζει πάλι η διαδικασία της κλίμακας. Στο ίδιο διάστημα, εδώ υπάρχει άλλο ένα τρανζίστορ, το οποίο κάνει τον συγχρονισμό των δύο ασταθών πολυδονητών. Δηλαδή, όταν εδώ δίνουμε εντολή να σταματήσει η κλίμακα, ταυτόχρονα δίνουμε εντολή, βάζουμε ουσιαστικά στον ακροδέκτη 4 του timer, βάζουμε υγείωση. Και εδώ 0 κάτι, έτσι, 0.1 V όσο είναι η τάση χορεσμού του τρανζίστορ. Όταν, λοιπόν, εδώ ο ακροδέκτης πάρει αυτή τη 0, δηλαδή κανονικά για να λειτουργήσει ο timer, η διαγραφή είναι ότι αυτός ο ακροδέκτης πρέπει να είναι συντροφογωσία, για να λειτουργεί κανονικά με βάση την θεωρία που ξέρουμε. Εδώ, λοιπόν, αξιοποιούμε αυτόν τον ακροδέκτη, ο οποίος μας κάνει reset τον timer και σταματάει πρακτικά η λειτουργία του timer για αυτό το ίδιο διάστημα και ξαναξεκινάει ο timer με παλμό, κατευθείαν με παλμό. Έτσι, λοιπόν, αυτό το transistor, με αυτό το trick που κάνουμε εδώ, συγχρονίζουμε τους δύο ταλαντοτές, ώστε αμέσως μετά, εδώ πάλι, να ξεκινάει παλμός. Θα το δείτε στην πράξη, αν τυχόν τον βγάλετε αυτόν εδώ τον συγχρονισμό, το κόψετε εδώ το κύκλωμα, θα δείτε ότι δεν θα σταθεροποιείται η κλίμακα, γιατί θα έρχεται με τυχαία συγκυρία η έξοδη των δύο ταλαντοτών και θα δείτε ότι η κλίμακα θα φρέχει, δεν θα μπορεί ο παλμογράφος, δηλαδή, να συγχρονίσει την εικόνα σας. Θα είναι σε τυχαίες στιγμές το πότε ξεκινάει η κλίμακα και δεν θα μπορεί να το συγχρονίσει ο παλμογράφος. Επομένως εδώ, με αυτόν τον τρόπο, συγχρονίζουμε, είπαμε, αυτούς τους δύο, έτσι ώστε αμέσως μετά το τέλος αυτού του παλμού να αρχίζει εδώ ο timer να ξαναδίνει καινούργια ακολουθία παλμών. Τώρα, είναι φανερό ότι, θα τα δούμε αναλυτικά μάλλον, ας το κάνουμε ένα-ένα τα κυκλώματα. Αυτό το κύκλωμα το είχαμε σχολιάσει στην ηλεκτρονική ιδέα, είχαμε πει ότι το κλασικό κύκλωμα είναι χωρίς αυτές τις δύο διόδους, όπου όμως εκεί οι δύο χρόνοι, ο χρόνος που η έξοδος είναι υψηλή και ο χρόνος που η έξοδος είναι χαμηλή, εξαρτώνται μεταξύ τους, είναι συσχετισμένα, γιατί η φόρτιση γίνεται, στην απλή περίπτωση, μέσω αρένα 2 και η φόρτιση γίνεται μέσω αρθείο και όπου μένως οι δύο χρόνοι είναι συνδεδεμένοι και είχαμε πει τότε ότι υπάρχει πρόβλημα, δεν μπορούμε να φτάσουμε ούτε καν το 50% σαν κύκλο εργασίας. Εδώ λοιπόν βάζουμε αυτές τις δύο διόδους και επομένως ανεξαρτητοποιούμε τους δύο δρόμους φόρτισης και εκφόρτισης αυτού του πυκνοτή. Δηλαδή η φόρτιση πλέον γίνεται αποκλειστικά μέσω της αρένα και η εκφόρτιση γίνεται αποκλειστικά μέσω της αρδείου. Επομένως οι δύο δρόμοι είναι ξεχωριστή. Οι δύο τύποι πλέον βλέπετε ο χρόνος που ο timer είναι στο 1 είναι συνάρτηση της αρένα, ενώ ο χρόνος στον οποίο ο timer είναι στο 0 είναι συνάρτηση της αρδείου. Με αυτόν τον τρόπο λοιπόν μπορούμε να παίξουμε με όποιο κύκλο εργασίας επιθυμούμε. Οι δύο δρόμοι είναι ανεξάρτητοι. Υπάρχει εδώ ένα περίπου γιατί ουσιαστικά εδώ υπάρχουν κάποιες προσεγγίσεις όταν κάνουμε το λογαριασμό για να βγάλουμε αυτόν τον τύπο. Ουσιαστικά εδώ η φόρτιση δεν γίνεται ακριβώς για το VSS. Μην ξεχνάτε ότι εδώ ο timer λειτουργεί με συγκεκριμένο τρόπο. Θυμίζω ότι έχει μέσα τρεις αντιστάσεις και ουσιαστικά είναι έτσι κατασκευασμένος ώστε η τάση στον πυκνοτήνα είναι μεταξύ εν τρίτο και δύο τρίτα VSS. Αυτό είναι fix. Μόνο που εδώ από το λογαριασμό αυτή η τάση δεν πάει. Η φόρτιση αυτή ιδανικά δεν θα έφτανε μέχρι τη μη VSS, αλλά θα έφτανε μέχρι τη μη VSS-VD. Γιατί άμα φτάσει εκείνη τη μη υποτίθεται σταματάει να άγιρειοδος. Άρα λοιπόν εδώ έτσι μπαίνει μέσα στον τύπο και κάπου υπάρχει μια προσέγγιση γιατί ουσιαστικά το VD δεν φαίνεται εδώ πουθενά. Και επομένως από εκεί προκύπτει αυτή η προσέγγιση. Δηλαδή υποτίθεται ότι μικρή είναι η επίδραση αυτής της διαφοράς VD πάνω στην όλη λειτουργία του κυκλώματος. Εν πάση περίπτωση θα κάνετε τους υπολογισμούς θεωρητικά και τελικά θα βάλετε εδώ κάποιο ποτησιόμετρο σε ένα από τα δύο, σε μια από τις δύο αντιστάσεις, έτσι ώστε πειραματικά πλέον να ρυθμίσετε, να πετύχετε τους χρόνους που θέλετε είναι η πιο καλή πρακτική λύση. Ορίστε, υπήρχε μια ερώτηση. Ό,τι θέλουμε θέλουμε να έχουμε. Δηλαδή θέλουμε να είμαστε ευέλικτοι στον υπολογισμό του κύκλου εργασίας. Να μπορούμε να το πάμε από το 1% στο 99%. Να μπορούμε να έχουμε όλο το εύρος. Ενώ στην περίπτωση που δεν έχεις τις δυόδους, ο κύκλος εργασίας είναι αποκλειστικά πάνω από 50%. Δεν μπορείς να πας ούτε καν κοντά στο 50%. Είναι σαφώς πάνω, 70%, 80%. Η δεύτερη περίπτωση είναι παρόμοιες σκέψεις για τον έλεγχο της φόρτισης και της εκφόρτισης, έτσι ώστε να έχουμε του πυκνοτή εδώ, έτσι ώστε να έχουμε διαφορετικούς δρόμους και πάλι να έχουμε ευκαιρία να ρυθμίσουμε το χρόνο των κύκλων εργασίας, γιατί θέλουμε εδώ αρκετά μικρό χρόνο που θα έχουμε. Δηλαδή το κύκλος εργασίας εδώ θέλουμε να είναι αρκετά μικρός. Μπορεί να είναι 10% ή 5%. Επομένως η μη αντίσταση, βλέπετε, η Rα κανονίζει τη φόρτιση, ρυθμίζει τη φόρτιση, ενώ η Rβ ανεξάρτητα κανονίζει την εκφόρτιση του πυκνοτή. Επομένως ρυθμίζουμε και εδώ η επιθυμία μας καλύπτεται, ώστε να μπορούμε να έχουμε τους δύο χρόνους εντελώς ανεξάρτητα ρυθμιζόμενους μεταξύ τους, για να μπορούμε να παράγουμε την όποια γηματομορφή θέλουμε, με όποιο κύκλο εργασίας θέλουμε. Και εδώ οι τύποι είναι γνωστοί. Εδώ βλέπετε, φαίνεται και η επίδραση της τάσης Β, είναι η αναλυτική έκφραση για τον υπολογισμό αυτού του συντελεστή, μπαίνει εδώ. Και βεβαίως προσέχουμε ότι εφόσον αυτός ο τύπος εδώ, αυτή η τιμή είναι αρκετά μεγάλη εδώ, τελικά η επίδραση της Β είναι μικρή. Αν δηλαδή η τροφοδοσία είναι μεγάλη, τότε η επίδραση της Β είναι πράγματι μικρή. Αυτός είναι ο δεύτερος ασταθής. Θα έχουμε δει αυτά τα κυκλώματα. Για να δούμε λίγο αυτό το κύκλωμα που δεν το έχουμε ξαναδεί, το κύκλωμα του ολοκληρωτή δηλαδή. Είπαμε το ιδιαίτερο είναι ότι αυτό το κύκλωμα θα δούμε στις εξισώσεις κάνει ολοκλήρωση, μόνο που ο πυκνοτής αντί να είναι στο κύκλωμα ανάδρασης του τελεστικού ενισχυτή είναι γειωμένος. Ο ένας αχροδέκτης του είναι στη Γη. Και έχουμε την δυνατότητα εύκολα να κάνουμε την εκφορτισί του. Για να δούμε λίγο εξισώσεις. Το ρεύμα σε αυτήν την αντίσταση είναι ίδιο με το ρεύμα σε αυτήν την αντίσταση. Εδώ θεωρούμε ότι έχουμε τον τελεστικό στην περιοχή της γραμμικής του λειτουργίας εκτός κόρου. Και επομένως εδώ τα δύο δυναμικά είναι περίπου ίσα. Άρα η τάση αυτή, η οποία είναι η τάση του πυκνοτή Β, είναι ίδια με την τάση εδώ Β. Επομένως τα δύο ρεύματα είναι ίσα. Αυτό το ρεύμα δηλαδή αυτής τις αντίστασεις και το ρεύμα αυτής τις αντίστασεις. Και επομένως προχείται εδώ κάνοντας την πράξη ότι η έξοδος Β0, έχουμε επιλέξει όπως βλέπετε και τις τέσσερις αντιστάσεις ίσες για να διευκολυνθούμε στις εξισώσεις. Έχουμε λοιπόν εδώ ότι η έξοδος είναι το διπλάσιο της τάσης του πυκνοτή. Άρα πρώτη εξίδωση Β0 ίσον δύο φορές το ΒΣ γενικώς. Στη συνέχεια προσπαθούμε να δούμε τη σχέση μεταξύ Β1 που είναι η τάση εδώ στην είσοδο και των υπολοίπων στοιχείων του ρεύματος πρακτικά. Βλέπουμε το ρεύμα εδώ στην είσοδο του τελεστικού είναι θεωρητικά 0. Επομένως αυτό το ρεύμα είναι που μοιράζεται στο ρεύμα του πυκνοτή που φορτίζει το πυκνοτή και στο ρεύμα της αντίστασης ανάδρασης. Και επομένως από αυτή την εξίδωση βγαίνει ότι το ρεύμα του πυκνοτή είναι συνάρτηση της τάσης εισόδου Β1. Πάμε να δούμε λοιπόν την τάση του πυκνοτή. Η τάση είναι το ολοκλήρωμα του ρεύματος και επομένως βάζοντας την τιμή εδώ στο ρεύμα προκύπτει ότι είναι το ολοκλήρωμα της Β1 η ΒΣ η τάση του πυκνοτή και με δεδομένο ότι είναι και η έξοδος δύο φορές τη ΒΣ έχουμε ότι η έξοδος είναι συνάρτηση του ολοκληρώματος της εισόδου και άρα το κύκλωμα είναι ολοκληρωτής. Έτσι λοιπόν αυτή είναι η εξίδωση μεταξύ εισόδου και εξόδου και από αυτήν την εξίσωση θα κάνουμε το λογαριασμό για τα σκαλοπάτια. Δηλαδή θα δούμε τους χρόνους που χρειάζεται, καταλαβαίνετε ότι το ύψος ας πούμε του κάθε σκαλοπατιού εξαρτάται από την χρονική διάρκεια εδώ της τάσης Β1. Υποτίφτε ότι η Β1 την βάζουμε παγμό έτσι ώστε να είναι σταθερή για το διάστημα στο οποίο κάνουμε ολοκλήρωση και να βγαίνει έξω. Άρα λοιπόν πρακτικά θα έχουμε μία απλή φόρτιση έτσι με σταθερή κλήση. Στο υπόλοιπο διάστημα θα διατηρείται σταθερή η τιμή. Η Β0 δηλαδή θα διατηρείται σταθερή. Άρα κάνοντας εδώ τα όρια ολοκλήρωσης, ρυθμίζοντας τα όρια ολοκλήρωσης βλέπουμε ότι όσο έχουμε παλμό στο Β1 έχουμε μία συγκεκριμένη κλήση και είναι συνάρτηση του χρόνου. Γραμμική σχέση, συνάρτηση του χρόνου. Άρα στην εργαστηριακή εφαρμογή η μορφή των εδομένων εδώ είναι παράδειγμα. Έτσι μια συγκεκριμένη, ένα συγκεκριμένο πακέτο δεδομένων. Ας πούμε ότι αυτό που ζητάμε είναι πόσο ύψος να έχει κάθε σκαλοπάτη. Τη συνολική διάρκεια του βήματος. Η συνολική διάρκεια του βήματος θυμίζω ότι είναι η άνοδος και το σταθερό σημείο. Άρα λοιπόν ουσιαστικά είναι η περίοδος του ασταθεί α. Η διάρκεια της κλίμακας 18 μιλισεκόντ είναι η διάρκεια που ο δεύτερος ασταθείς είναι 0 η έξοδος του. Η χρονική απόσταση μεταξύ των δύο κλειμάκων είναι η διάρκεια που ο δεύτερος ασταθείς δίνει παλμό. Επομένως η περίοδος του δεύτερου ασταθεί είναι 18,2 μιλισεκόντ. Η περίοδος του πρώτου ασταθεί είναι αυτά τα 4 μιλισεκόντ. Και από τα 0,6 V, από την τιμή αυτή δηλαδή, θα βγάλουμε την πληροφορία για τον ολοκληρωτή. Για τον χρόνο που θέλουμε βασικά εδώ, από τον ολοκληρωτή μάλλον, θα βγάλουμε για πόσο χρόνο από τα 4 μιλισεκόντ θα πρέπει να έχουμε παλμό στον ασταθεί α. Αυτή είναι η μόνη πληροφορία που λείπει για να φτιάξουμε τους δύο ασταθείς. Μας λείπει το τάφον αυτού του πρώτου ασταθεί. Επομένως, από την πληροφορία αυτή, θα βγάλουμε το τάφον. Όχι, δεν έχω την αναλυτική έκφραση. Από την εξίσωση της κλίμακας, εδώ, ουσιαστικά τα όρια ολοκλήρωσης, βάζοντας εδώ την τιμή V1, η οποία είναι 10-15 V, πόσο είναι εκεί στην έξω του timer, αυτό βγαίνει, είπαμε, έξω στα ασταθερή τιμή. Και αυτό που μας μένει είναι η διάρκεια για την οποία θέλουμε να πάρουμε 0,6 V. Αν υποθέσουμε, δηλαδή, ότι για κάθε σκαλοπάτι ξεκινάμε να ολοκληρώνουμε από 0 μέχρι την τιμή του χρόνου, άρα, λοιπόν, θα βγάλουμε, βάζοντας έξω από το ολοκλήρωμα αυτό εδώ, μια τιμή χρόνου, η οποία θα δίνει 0,6 V. Ωραία. Και βρίσκουμε, η μόνη άγνωστη παράμετρος είναι ο χρόνος εδώ, στο ολοκλήρωμα. Και βρίσκουμε τον χρόνο και προφανώς αυτός ο χρόνος πρέπει να είναι μικρό ποσοστό του χρόνου αυτό. Για να βλέπουμε την κλίμακα με εκείνο το τρόπο, έτσι, να είναι σχεδόν κατακόρυφο. Δηλαδή, καλό είναι η διάρκεια ανεβάσματος να είναι της τάξεως, ξέρω εγώ, του 5-10% του σκαλοπατιού. Για να έχουμε την εικόνα που θέλουμε. Αυτά, λοιπόν, για τους υπολογισμούς. Στη συνέχεια, λέει, να κατασκευάσετε τους δύο ασταθείς και να δείτε τις κυματομορφές εξόδου τους και την τάση ΒΣ1, ανεξάρτητα. Να επιβεβαιώσετε, δηλαδή, ότι λειτουργούν τα δύο κομμάτια ανεξάρτητα. Ότι παίρνετε τις κυματομορφές που θέλετε. Στη συνέχεια, φτιάχνετε τον ολοκληρωτή και συνδέετε ολόκληρο το κύκλωμα με την ύπαρξη της διάταξης ανόρθωσης. Α, αυτό που δεν σχολίασα είναι αυτή η διάταξη εδώ, διάταξη ανόρθωσης που λέμε. Αυτό εδώ. Γιατί μπαίνει αυτή εδώ. Νομίζω ότι αυτό το εξηγήσαμε, αυτό το εξηγήσαμε, αυτό. Γιατί μπαίνει αυτό? Για προστασία αυτόν τον ΒΕΠΣΛΟΝ. Εάν τυχόν δεν μπει αυτό, στη θετική ημιπερίοδο θα έχουμε τον Παλμό, στην αρνητική εδώ θα έχουμε μίον ΒΕΣΑΤ. Αυτό το μίον ΒΕΣΑΤ θα έρχεται εδώ πάνω. Ή, εν πάση περιπτώσει, το ποσοστό του. Άρα, για λόγους προστασίας, όχι ότι είναι απαραίτητο, δηλαδή συνήθως αυτά τα μίον 14 V, ας πούμε, δεν είναι πρόβλημα για ανάστροφη τάση, αλλά το βάζουμε για να μαθαίνουμε ότι καλό είναι να προστατεύουμε αυτά τα transistor όταν λειτουργούν σαν διακόπτες, αλλά στην περίπτωση που έχουμε αρνητικό Παλμό να μην φτάνει μέχρι το transistor. Μπορούμε με μία-δύο το να το κόψουμε και να προστατεύουμε αυτούς τους διακόπτες. Επίσης, γιατί βάζουμε την αντίσταση αυτήν εδώ. Είναι φανερό, νομίζω. Εδώ, η έξοδος είναι συν 14 V, ας πούμε, ή συν 14,5. Εδώ θα πάει 14 ή 13,5, περίπου. Ε, δεν μπορούμε να βάλουμε 13,5 V πάνω στο ΒΕΠΣΛΟ. Το ΒΕΠΣΛΟ είναι 0,7. Άρα, εδώ, αυτή η αντίσταση, ουσιαστικά, ελέγχει το ρεύμα. Είναι μια τιμή, ώστε να έχουμε ένα ικανοποιητικό ρεύμα, να πηγαίνει το transistor κατευθείαν στον κόρο, να είναι ικανό το ρεύμα ώστε να πηγαίνει το transistor στον κόρο, αλλά να μην είναι και επικίνδυνο για τη λειτουργία του transistor. Δεν μπορούμε, δηλαδή, αυτό να το συνδέσουμε κατευθείαν εδώ, χωρίς αντίσταση. Δεν γίνεται. Θα το κάψουμε το transistor. Δεν θα το κάψουμε το transistor, βέβαια, γιατί έχει περιορισμό ρεύματος αυτό εδώ. Θυμίζω ότι 741 έχει περιορισμό ρεύματος. Επομένως, σε συγκεκριμένη περίπτωση δεν θα ήταν τόσο μεγάλο, δεν θα είχαμε κανένα δραματικό πρόβλημα, αλλά όλα αυτά πρέπει να τα λαμβάνουμε υπόψη να τα κάνουμε κυκλώματα. Σχεδιάζουμε, το λέω πολλές φορές, στην πράξη σχεδιάζουμε πάντοτε σκεφτόμενοι τάσεις, αλλά τα ρεύματα πρέπει να τα υπολογίζουμε επίσης, οπωσδήποτε τα ρεύματα, διότι αυτά είναι θα μας κάψουν το κύκλωμα. Εδώ λοιπόν αυτή είναι προστασία, είναι υπολογισμός για το ρεύμα εδώ. Ένας άλλος λόγος που πρέπει να έχει ικανή τιμή αυτή η αντίσταση, είναι γιατί εάν οδηγούμε το transistor με μεγάλο ρεύμα βάσης, τότε έχουμε το φαινόμενο του να πηγαίνει βαθιά στον κόρο. Τι σημαίνει βαθιά στον κόρο? Ο κόρος είναι η συγκεκριμένη περιοχή, θυμίζω, των χαρακτηριστικών. Εδώ αυτή η περιοχή είναι περιοχή κορεσμού, λέμε. Εξαρτάται τώρα, όταν έχουμε μια ευθεία φορτίου, εξαρτάται και εδώ είναι στον κόρο, και εδώ είναι στον κόρο, και εδώ είναι στον κόρο. Που σημαίνει διαφορετικά ρεύματα, έτσι αυτές οι χαρακτηριστικές εδώ είναι για διαφορετικά ρεύματα βάσης. Εάν πάμε σε μεγάλα ρεύματα βάσης, τότε θα έχουμε το transistor βαθιά στον κόρο, όπως λέμε. Αυτό έχει να κάνει με το χρόνο που θα επανέλθει ξανά σε αποκοπή. Μπορείτε να το δείτε αυτό, δεν θυμάμαι αν έχει δείμα, θα το δούμε. Μπορείτε να διαπιστώσετε αυτό. Δηλαδή, αν αυτή μικρίνεται την αντίσταση, θα διαπιστώσετε ότι θα αργεί να λειτουργήσουν αυτά τα transistor ξανά να γυρίσουν στην αποκοπή. Δηλαδή, αργούν να απομακρυνθούν από τον κόρο και να πάνε ξανά στην αποκοπή. Επομένως, φροντίζουμε τα διακοπτικά transistor, τα transistor που θα λειτουργούν σε διακοπτική εφαρμογή, να μην τα πηγαίνουμε βαθιά στον κόρο. Θα πηγαίνουμε στον κόρο, αλλά με το λιγότερο δυνατό ρεύμα, ώστε να φεύγουν εύκολα από τον κόρο στη συνέχεια. Η μετάβασή τους από τον κόρο στην αποκοπή να είναι η πιο σύντομη δυνατή. Άλλη παρατήρηση που παρέλειψα να κάνω σε αυτό το πλήρες κύκλωμα είναι οι αντιστάσεις φορτίου. Βλέπετε? Τα κυκλώματα εδώ θα θεωρούμε με συγκεκριμένη τιμή τάσης, OK, είτε υπάρχει αυτή η αντίσταση, είτε όχι, εδώ περιμένουμε να βγάλουν μια συγκεκριμένη τιμή τάσης, αλλά και εδώ και εδώ και εδώ, αλλά καλό είναι να βάζουμε φορτία. Τα φορτία σταθεροποιούν αυτές τις τάσεις και μειώνουν γενικά το θόρυβο. Δηλαδή, δημιουργούμε βρόχους όσο το δυνατόν πιο κλειστούς, πιο περιορισμένους μέσω γίωσης, ώστε να φεύγει, να σταθεροποιείται η λειτουργία, να φεύγει και παράλληλα ο χόρυβος που μπορεί να δημιουργείται. Άρα, στις βαθμίδες πάντοτε στην πράξη θυμηθείτε να βάζετε κάποιο φορτίο. Οι τιμές εδώ είναι τυχές. Συνήθως βάζουμε ένα φορτίο ώστε να μην έχουμε και μεγάλη κατανάλωση ρεύματος, της τάξης των κάποιων κιλόμμ, δεκάδων κιλόμμ ίσως, και σταθεροποίηση να κάνουμε και μεγάλη κατανάλωση να μην έχουμε. Ας πούμε, ενδεικτική τιμή είναι τα 10 κιλόμμ, τώρα, για αυτά εδώ, επειδή, καταλαβαίνετε, αν παντού βάζουμε 10 κιλόμμ θα μας τελείωναν οι αντιστάσεις των 10 κιλόμμ, πρακτικά, επειδή τις έχουμε χρησιμοποιήσει εδώ. Ε, είπαμε εδώ, ας βάλουμε άλλες τιμές. Αυτές οι τιμές, δηλαδή, είναι αδιάφορες. Είναι ό,τι περισσέβει, ας πούμε, από τιμές αντιστάσεων που έτσι και αλλιώς υπάρχουν για να τις χρησιμοποιήσουμε. Δεν είναι κρίσιμες τιμές, δηλαδή. Ούτε αυτή είναι ιδιαίτερα κρίσιμη, αλλά πρέπει να έχει μια καλή τιμή. Ωραία. Νομίζω ότι έχουμε εξηγήσει τα πάντα. Και εδώ, επίσης, αυτό είναι, έτσι, μια αντίσταση, πάλι για να λειτουργεί αυτό το τρανζίστο ως διακόπτης, θέλει κάποιο φορτίο. Και εδώ θα μπορούσε να μπει αδιάφορα μια τιμή, όχι απαραίτητα 10 κιλόμμ, θα μπορούσε να μπει 12 κιλόμμ ή να μπει, ξέρω εγώ, 8,2 και λοιπά. Δεν είναι κρίσιμη τιμή, απλώς εδώ θέλει μια αντίσταση για να λειτουργεί κανονικά στον κόρο και στην αποκοπή, να φτιαχθεί, δηλαδή, το κύκλωμα απόλωσης της εξόδου του τρανζίστορ. Για να δούμε λίγο ξανά τα βήματα. Συνδέουμε το κύκλωμα, παρατηρούμε τις συγκεκριμένες κυματομορφές, να σχεδιαστούν σε κατάλληλο διάγραμμα, έτσι, δηλαδή ο συγχρονισμός να φαίνεται. Θα φτιάξετε κατάλληλο το διάγραμμα, θέλει να έχει κάποιο μέγεθος, να φαίνονται, δηλαδή, ακριβώς τα στοιχεία αυτά εδώ που βλέπουμε έτσι που συγκρίνουμε μεταξύ τους, αυτό το διάγραμμα. Να φαίνεται, δηλαδή, η διάρκεια αυτή, κλπ, να αποτυπώσετε πλέον με μετρούμενες τιμές, με μετρούμενες κυματομορφές, να αποτυπώσετε αυτή τη σχετική θέση, οπωσδήποτε. Δεν έχει νόημα να σχεδιάσετε τις τρεις κυματομορφές ανεξάρτητα σε τρία διαφορετικά διαγράμματα, δεν έχει νόημα, δεν απεικονίζεται ακριβώς η λειτουργία του συνολικού κυκλώματος. Η Β0, λέει, δεν ξεκινάει ακριβώς από το 0, γιατί, χρειάζεται να γυρίσω πίσω ή το θυμάστε, ποια είναι η σχέση της Β0 και της τάσης του πυκνοτή, δύο φορές. Άρα, η Β0 είναι δύο φορές το ΒΣ, πάντα. Άρα, δεν πάει στο μηδέν. Έχουμε μάθει ότι η τάση εδώ, που έχουμε το τρανζίστορ που κάνει την εκφόρτιση, έχει μια τάση στον κόρο. Τάση συλλέκτη εκπομπού κορεσμού, η οποία έχει κάποια τιμή. Θα διαπιστώσετε ότι αυτή η τιμή δεν είναι φυσικά 200 μΩ, γιατί το τρανζίστορ που είναι αρκετά μεγάλο για να τραβάει ρεύμα, να εκφορτίζει τον πυκνοτή στιγμία, και επομένως έχει κάποια τιμή τάση συλλέκτη εκπομπού, αλλά όχι πολύ μεγάλη. Όσο πιο μεγάλο είναι το τρανζίστορ, τόσο πιο μικρή είναι αυτή η τάση. Μπορεί να διαπιστώσετε δηλαδή ότι αυτή η τάση μπορεί να είναι της τάξης των 50 μΩ ή των 30 μΩ. Θυμάστε, θεωρητικά λέγαμε, είναι στην περιοχή 100 με 200 μΩ. Αυτό ισχύει κυρίως για τα τρανζίστορ σήματος, που είναι μικρά τρανζίστορ. Όταν μεγαλώνουν τα τρανζίστορ, συνήθως μικραίνει η τάση συλλέκτη εκπομπουκόρου, και σε τρανζίστορ ισχύως μπορεί να βρείτε και 10 μΩ τάση κόρου. Άρα λοιπόν, προφανώς, εδώ το σκαλοπάτι, το πρώτο σκαλοπάτι, θα ξεκινάει από το κάτι αυτό, το δύο β' συλλέκτη εκπομπουκόρου, δηλαδή στο διάστημα αυτό εδώ. Εδώ, η έξοδος δεν πάει στο μηδέν, διατηρεί τη τιμή αυτά τα 50, τα 80 μΩ πόσο θα μετρήσετε, δύο, εν πάση περιπτώσει, βέσε. Πρώτη παρατήρηση ήταν αυτή. Η δεύτερη παρατήρηση που θα ήθελα να κάνετε είναι για το ύψος του πρώτου σκαλοπατιού. Σημειώστε το, δεν νομίζω να το λέει, το ύψος του πρώτου σκαλοπατιού. Να το μετρήσετε. Το πρώτο σκαλοπάτι θα σας γίνει διαφορετικό. Γιατί? Αυτό είναι ένα ενδιαφέρον σημείο. Για να δω λίγο, έχουμε τέτοια παρατήρηση εδώ. Όχι, εντάξει, την ολίσθηση την αναφέραμε, να εξηγηθεί η ολίσθηση. Όχι, δεν έχουμε την παρατήρηση αυτή, προσθέστε το να το δείτε. Γιατί το πρώτο σκαλοπάτι θα είναι διαφορετικό. Το γιατί το πρώτο σκαλοπάτι θα είναι λίγο διαφορετικό, έχει να κάνει με τη λειτουργία του timer. Εδώ κλείνουμε τον timer, δίνουμε έναν μπαλμό και σταματάμε τον timer. Που σημαίνει στο διάστημα εκείνο, η έξοδος είναι μηδέν και η τάση εδώ του πυκνοτή συνεχίζει να εκφορτίζεται. Θυμίζω ότι ο timer όταν λειτουργεί, η τάση στον πυκνοτή διατηρείται 2 τρίτα εν τρίτο. Δηλαδή με το που θα κατέβει στο εν τρίτον η τάση, αλλάζει η κατάσταση του timer και πάει ξανά να φορτίσει. Άρα η τάση στη χορετικότητα θα μείνει μεταξύ εν τρίτον βέσα σε δύο τρίτα βέσα σε. Όταν όμως επηρεάσουμε αυτόν τον ακροδέκτη, τότε μπλοκάρουμε τη λειτουργία του. Το σταματάμε να λειτουργεί ελεύθερα με βάση του εσωτερικού κύκλου μας. Άρα σε εκείνη τη διάρκεια ουσιαστικά ας πούμε ότι εδώ είναι τα 2 τρίτα και εδώ είναι το εν τρίτο. Φτάνει εδώ, αρχίζει προς τα κάτω να εκφορτίζεται ο πυκνοτής. Εάν έχει μπλοκαριστεί η λειτουργία, ο πυκνοτής θα συνεχίσει να εκφορτίζεται. Δεν μπορεί να κάνει τίποτα άλλο. Μέσα δηλαδή η λογική του timer είναι μπλοκαρισμένη. Δεν θα αλλάξει τους συγκριτές μέσα το flip-flop που έχει για να αλλάξει η κατάσταση. Άρα θα συνεχίσει να κατεβαίνει. Βέβαια, μόλις ελευθερωθεί, μόλις σταματήσει ο βαλμός εδώ και πάει ξανά αυτός στο βέσα σε, θα αρχίσει να λειτουργεί. Ξανά. Ναι, αλλά θα ξεκινήσει όχι από το εν τρίτο βέσα σε, αλλά από κάτι λιγότερο. Που σημαίνει το πρώτο σκαλοπάτι θα είναι λίγο μεγαλύτερο. Γιατί? Γιατί ο χρόνος αυτός εδώ θα είναι κατά τη μεγαλύτερος. Πώς μπορούμε να το κάνουμε αυτό να μην έχουμε πρόβλημα? Θα πρέπει κανείς με πολύ προσοχή να ρυθμίσει αυτή τη διάρκεια. Ώστε δηλαδή να μένει κατά το δυνατόν εδώ. Δεν είναι εύκολο να το κάνει κανείς αυτό, έτσι? Θα πρέπει να πετύχει ακριβώς, αλλά είπαμε ότι δεν ξέρεις ακριβώς τον συγχρονισμό. Δεν είναι τόσο απλό. Απλώς κάνουμε αυτές τις παρατηρήσεις, γιατί είπαμε ότι θέλω να μελετήσεις αυτά τα κυκλώματα. Να καταλάβετε το κάθε τι που είναι πέρα από την προφανή θεωρητική λειτουργία, η κάθε μικρή διαφορά που οφείλεται. Ωραία. Επομένως έχει σημασία να κάνουμε σωστό λογαριασμό, αν θέλουμε να φτιάξουμε ένα καλό σύστημα για μετρήσεις. Θα πρέπει να λογαριάσουμε ώστε εδώ να αφήνουμε κατά το δυνατόν ολόκληρο το σκαλοπάτι να εξελιχθεί και να κόβουμε για διάρκεια που ουσιαστικά θα είναι η διάρκεια που αυτό εδώ θα έμενε ούτως ή άλλως στο μηδέν. Δεν είναι γενικά εύκολο, έτσι? Έχει ρύθμιση λετομέρεια, αλλά δεν μας απασχολεί ιδιαίτερα τώρα να το κάνουμε αυτό. Απλώς να καταλαβαίνουμε που οφείλεται τι. Αφού κάναμε αυτή τη μελέτη, κάνουμε και μια απλή εφαρμογή αυτού του κυκλώματος, η οποία απλή εφαρμογή είναι στο να πάρουμε αυτό το κύκλωμα με τις χαρακτηριστικές του τρανζίστορ. Δηλαδή κάνουμε ένα απλό κύκλωμα απόλωσης ενός τρανζίστορ, βάζουμε αυτήν ως τάση εισόδου εδώ, που σημαίνει ότι έχουμε συγκεκριμένα ρεύματα, έτσι για κάθε σκαλοπάτι έχουμε αντίστοιχο ρεύμα βάσης. Και ουσιαστικά βάζοντας εδώ τη γενήτρια με 20 V peak-to-peak, αλλά βέβαια βλέπετε μόνο στην μία κατεύθυνση, το ανορθώνουμε δηλαδή, μπορούμε να δούμε τις χαρακτηριστικές του τρανζίστορ. Βέβαια οι χαρακτηριστικές του τρανζίστορ έχουν στον οριζόντιο άξονα την τάση συλλέκτη εκπομπού και στον κατακόρυφο άξονα το ρεύμα συλλέκτη. Τώρα, εδώ τι μπορούμε να πάρουμε, βλέποντας την Ψ βάζουμε εδώ τη Χ είσοδο και εδώ την Ψ είσοδο, και θα κάνετε το μπαλμογράφο σε Ψ-Ψ λειτουργία. Η Ψ είσοδος πράγματι βλέπει το ρεύμα εκπομπού. Ωκ, ρεύμα εκπομπού, ρεύμα συλλέκτη, οι σχέσεις τους ξέρετε είναι 90, τόσο θα 100, τα 100 είναι το ένα με το άλλο, άρα λοιπόν πρώτη διαφοροποίηση σε σχέση με αυτό που θέλουμε πραγματικά είναι ότι αυτό δεν είναι γιότα εκπομπού, δεν είναι γιότα συλλέκτη σε αυτό το κύκλωμα. Παρόλα αυτά είμαστε ok. Το επόμενο είναι ότι παίρνουμε το ΒΧ ως προς Γ. Δηλαδή βλέπουμε το ΒΣ, όχι το ΒΣ εκπομπού. Εμείς θα θέλαμε αυτό, αλλά πρακτικά δεν μπορούμε να το πάρουμε εύκολα αυτό. Επομένως εδώ δεν έχετε ακριβώς ΒΣ εκπομπού, έχετε ΒΣ και εδώ έχετε ΙΕ. Παρόλα αυτά θα δείτε τις χαρακτηριστικές. Δεν είναι ακριβώς αν κάνετε τιμές η ΒΣ και η ΙΕ, αλλά είναι η εικόνα των χαρακτηριστικών. Μπορείτε σας παρακαλώ να κάνετε τους υπολογισμούς και να κάνετε τη βαθμολόγηση των αξώνων. Αυτό ζητάμε. Έτσι. Να βαθμολογήσετε τους άξονες. Δηλαδή θα βλέπετε τα ρεύματα να πείτε αυτό το ρεύμα είναι τόσο. Μπορείτε να το υπολογίσετε. Να βάλετε δηλαδή για ΙΒΤ τόσο, ΙΒΤ τόσο, ΙΒΤ τόσο. Τι βλέπετε. Επίσης ο άξωνας να βαθμολογηθεί μπορείτε να κάνετε το λογαριασμό και να βρείτε τις τιμές. Το ρεύμα να βρείτε τιμές. Δηλαδή ο άξωνας να μην είναι απλός, έτσι το κάνω εγώ στον πίνακα. Οι άξωνας να είναι βαθμολογημένοι και εδώ τα ΙΒΤ να είναι βαθμολογημένα. Αυτό θέλουμε, δηλαδή να κάνετε μέτρηση στο εργαστήριο. Ωραία. Και θα δείτε, έτσι, να εξηγήσετε την αντιστοιχία των μεγεθών. Αυτό που μόλις είπα δεν είναι τίποτε παραπάνω. Κάντε το κι αυτό για να δείτε την πρακτική αξιοποίηση τέτοιων κυκλωμάτων. Μπας περίπτωση όλα αυτά τα κυκλώματα τα συζητάμε με αφορμή κάποιες εφαρμογές. Κυρίως για να καταλάβετε, είπαμε, το κεντρικό σημείο αυτών των δύο εργαστηριακών ασκήσεων είναι ακριβώς να μελετήσουμε τις διαφορές από την θεωρητική λειτουργία, οι οποίες είναι εσωτερικές διαφορές, οφείλονται στη λειτουργία των εξαρτημάτων. Δεν μπορείτε να αποφύγετε. Πρέπει να ξέρετε να τις εξηγήσετε. Υπάρχει η προσομοίωση με το SPICE την οποία θα κάνετε. Το κύκλωμα με το SPICE θα το προσομοιώσετε. Θα κάνετε τους υπολογισμούς, θα δείτε. Παρακαλώ, εδώ θα βάλετε τις πραγματικές τιμές. Δηλαδή, εδώ θα επιλέξετε κάποιες τιμές. Όταν θα κάνετε το SPICE, θα βάλετε τις τιμές που έβαλε η κάθε ομάδα. Τις συγκεκριμένες τιμές που είχατε, έτσι. Η κάθε ομάδα τις δικές της. Θα μετρήσετε τους διάφορους χρόνους. Βλέπετε, θέλουμε μικρή διάρκεια για το κάθε σκαλοπάτι. Διάρκεια ανόδου. Τη λειτουργία του ασταθή βήτα. Και τις σκηματομορφές του. Και στη συνέχεια, βέβαια, το κύκλωμα του ολοκληρωτή. Μπορείτε εδώ να το προσομοιώσετε. Και βάζετε το συνολικό κύκλωμα της γενήτριας. Και στη συνέχεια, έχετε αυτό το διάγραμμα. Ουσιαστικά, είναι αυτό το διάγραμμα που θέλουμε να κάνετε και στην πρακτική άσκηση. Να σχεδιάσετε, δηλαδή, ακριβώς τον συγχρονισμό των τριών κομματιών του κυκλώματος. Έτσι, να φαίνονται οι κυματομορφές. Βλέπετε, η φόρτιση διαρκεί ακριβώς όσο διαρκεί ο παλμός του εξόδου του timer. Και αυτό το διάστημα είναι που ανεβαίνει και το σκαλοπάτι. Το διάγραμμα, λοιπόν, θέλουμε... Εδώ τώρα είναι και τα τρία μαζί. Ίσως στο χαρτί σε εσάς δεν είναι τόσο εύκολο να το κάνετε. Και το ένα κατά το άλλο να γίνουν το ίδιο είναι. Απλώς να είναι ο χρόνος να είναι ο ίδιος. Ο άξονας χρόνου να είναι ίδιος. Γιατί εδώ τώρα το σπάις θα βγάζει το ένα πάνω στάλο. Εσείς καλύτερα μην το κάνετε έτσι, γιατί ίσως δεν θα φαίνεται τόσο καθαρά. Αν μπορείτε, κάντε το και έτσι βέβαια. Και έχουμε εδώ... Βλέπετε, εδώ σας βγάζει και το θέμα του πρώτου σκαλοπατιού. Έτσι. Καταρχήν το σκαλοπάτι ξεκινάει από μισό volt. Βλέπετε. Είναι αρκετά μεγάλο εδώ, δεν ξέρω γιατί είναι τόσο μεγάλο. Δεν μηδενίζει. Έχει αρκετά μεγάλη τιμή. Και υπάρχει και η διαφορά από το... Θα παρατηρήσετε δηλαδή αυτά εδώ τα σημεία, θα τα παρατηρήσετε και στο σπάις. Και στη λειτουργία του σπάις. Επίσης εδώ νομίζω υπάρχει... Μπορείτε να προσομειώσετε και αυτό. Και θα δείτε κάτι τέτοιο. Και αυτό είναι πολύ κοντά σε αυτό που θα δείτε. Έτσι. Αυτό θα δείτε στην οθόνη. Δεν θα δείτε ξεκάθαρα τις χαρακτηριστικές μόνο τη μεταβολή αυτή. Γιατί στη συνέχεια εξακολουθεί να γυρνάει πίσω η κυματομορφή. Λειτουργεί συνέχεια. Επομένως κανονικά θα έπρεπε στο μισό διάστημα που επιστρέφει πίσω η τελεία στον παλμογράφο, θα έπρεπε να κόβεται η έξοδος. Αλλά δεν μπορεί να το κάνουμε αυτό βέβαια. Είναι αρκετά πιο πολύπλοκο πράγμα. Γίνεται, αλλά είναι αρκετά πιο πολύπλοκο. Και επομένως βλέπετε ότι δεν θα δείτε μόνο τα βήματα, έτσι, αλλά θα δείτε και όλα τα ενδιάμεσα που είναι ουσιαστικά η επιστροφή της δέσμης του παλμογράφου. Επίσης, θα πρέπει να διακρίνεται τόσα βήματα όσα είναι τα σκαλοπάτια. Τόσες χαρακτηριστικές όσα είναι τα σκαλοπάτια. Και, ok, θα πρέπει να γίνει η βαθμολόγηση των αξώνων με τις θυμές. Εδώ βέβαια στο σπάις και οι δυο άξονες βγαίνουν σε volt. Στο χαρτί θα ήθελα αυτόν τον άξονα να τον κάνετε ρεύμα. Να λογαριάσετε την αντίσταση δηλαδή και να τον γράψετε να τον συμβολίσετε ως ρεύμα. Και επίσης ζητείτε ανάλυση ως προς τη θερμοκρασία και βλέπετε τι γίνεται με τη μεταβολή με τη θερμοκρασία. Πώς αλλάζει η λειτουργία του κυκλώματος όλων των κυκλωμάτων με τη θερμοκρασία. Βείτε πόσο μεγάλη διαφορά μπορείτε να έχετε. Βέβαια εδώ οι διαφορές είναι από μίον 100 έως 100, αλλά και από 0% βλέπετε πόση διαφορά έχετε στην λειτουργία του κυκλώματος. Αυτό είναι ένα χρήσιμο διάγραμμα να βλέπουμε πόσο επηρεάζει η θερμοκρασία τη λειτουργία των κυκλωμάτων μας. Και είναι αρκετή η διαφορά. Δεν λέω για μίον 100. Από 0% μέχρι 100 που είναι μια περιοχή που συνήθως συμβαίνει. Λοιπόν, αυτά για το εργαστήριο. Δεν ξέρω αν έχετε να ρωτήσετε κάτι πριν το κλείσουμε το θέμα. Προσπαθήστε να παρατηρήσετε όλα αυτά τα πράγματα με τις μετρήσεις σας και να τα αποτυπώσετε στην εργασία που θα δώσετε. Ωραία. Πάμε λοιπόν τώρα να δούμε την συνέχεια των κυκλωμάτων αναφοράς. Είχαμε δει τα διάφορα κυκλώματα και τις τάσεις από τις οποίες μπορούμε να έχουμε εξάρτηση. Είχαμε πει ότι δεν μας κάνει εξάρτηση από τη ΒΕΣΕΣΕ. Θέλουμε να έχουμε εξάρτηση από την ΒΕΜΕΕΥΨΛΟΝ ή την θερμική τάση για να έχουμε καλύτερη σταθερότητα. Και επίσης να έχουμε και ανεξαρτησία από την θερμοκρασία. Είχαμε φτάσει λοιπόν στο σημείο του κυκλώματος αυτού εδώ, όπου είναι ρεύματος αναφοράς με αναφορά τη θερμική τάση ΒΕΤΑΦ και το είχαμε πετύχει αυτό, κάνοντας αυτά τα δύο τρανζίστορ διαφορετικό μέγεθος, έτσι ώστε τελικά, κάνοντας την ανάλυση, το ρεύμα ΙΑΟΤ να είναι συνάρτηση της θερμικής τάσης. Έτσι λοιπόν, σε αυτό το κύκλωμα, η εξάρτηση του ρεύματος είναι από τη θερμική τάση και αν πάρουμε τον κλασματικό θερμοκρασιακό συντελεστή που είχαμε δει, ο οποίος ορίζεται με αυτόν τον τρόπο, βλέπουμε εδώ ότι οι δύο όροι είναι και οι δύο θετικοί και αυτός ο όρος είναι θετικός και αυτός ο όρος είναι θετικός, άρα δυνητικά αυτό εδώ μπορούμε να το μηδενήσουμε. Με κατάλληλες τιμές για την αντίσταση R2, μπορούμε να τον μηδενήσουμε αυτόν τον συντελεστή. Μπορούμε να τον μειώσουμε, εν πάση περιπτώσει, αρκετά. Ένα παράδειγμα υπάρχει εδώ. Αν μας δίνεται ο θερμοκρασιακός συντελεστής των αντιστάσεων και βλέπετε αυτή την τιμή 1500 ppm, είναι μια συνήθιση τιμή, για ένα ρεύμα εξόδου 100 μΩ και θερμοκρασία 300 βαθμούς Κ, δηλαδή θερμοκρασία δωματίου που λέμε, ζητείτε η τιμή της R2 και ο συντελεστής θερμοκρασίας. Από εδώ, εφόσον έχουμε γνωστό το Jout και φυσικά το Vtuf, μπορούμε να υπολογίσουμε την R2 και προκύπτει ίσο με 180 Ω. Επομένως, κάνουμε τον υπολογισμό για τον συντελεστή με βάση τον τύπο που είδαμε. Εδώ είναι τα 1500 που είπαμε, είναι ppm, άρα είναι επί 10 στη μειονέκτη. Και ο θερμοκρασιακός συντελεστής εδώ, που μας μπορούμε να υπολογίσουμε την θερμική τάση, κάνοντας την πράξη για θερμοκρασία 300 βαθμών, προκύπτει ότι είναι 1800 ppm, είναι μια καλή τιμή, καλύτερη από τις προηγούμενες, είχαμε δει γύρω στα 4500 ppm. Είναι καλύτερη τιμή, παντού είναι αρκετά μεγάλη. Ήδη, ακόμα δηλαδή, είναι αρκετά μεγάλη. Έχουμε ακόμα δρόμο να δούμε καλύτερα κυκλώματα για καλύτερο συντελεστή. Εδώ έχουμε αντίστοιχο κύκλωμα, πάλι με αναφορά τη θερμική τάση, αλλά με σχεδία συσσεσίμως όπου εδώ, θυμίζω και πάλι αυτά που είχαμε πει, ότι κάνουμε χρήση παρασιτικών τρανζίστορ, και εδώ μάλιστα αυτό είναι 1 φορές μεγαλύτερο από αυτό, έτσι ώστε να φτάσουμε με αντίστοιχη ανάλυση, το ρεύμα να είναι συνάρτηση της θερμικής τάσης, και βεβαίως έχουμε αντίστοιχη λειτουργία του κυκλώματος. Έτσι, δεν κάνουμε την ανάλυση, είναι παρόμοια. Η κατάληξη μας ενδιαφέρει, ότι πάλι το ρεύμα είναι συνάρτηση της θερμικής τάσης και κάποιας τιμής αντίστασης, και επομένως και πάλι ο συντελεστής ο θερμοκρασιακός μπορεί να μειωθεί επιλέγοντας κατάληξη της αντίστασης R. Άλλη επέκταση αυτής της ιδέας, είναι να χρησιμοποιήσουμε για ανεξαρτησία από την τροφοδοσία, να χρησιμοποιήσουμε αντί για απλό καθρέφτη εδώ με τρανζίστο, να χρησιμοποιήσουμε κασκοδικό καθρέφτη. Η λειτουργία είναι παρόμη, απλώς σταθεροποιείται, μάλλον απορρίπτεται καλύτερα η τροφοδοσία με την χρήση των κασκοδικών τρανζίστορ. Βέβαια, ποιο είναι το μειονέκτημα? Η ψηλή τάση. Δηλαδή, όσα τρανζίστορ παραπάνω βάλετε, τόσο πιο ψηλά πρέπει να πάει η τάση βέβαινεται. Και δυστυχώς, όπως ξέρουμε, πλέον οι σχεδιάσεις μας είναι για πολύ χαμηλές τάσεις και επομένως τέτοιες λύσεις μπορεί να ήταν δυνατόν να εφαρμοστούν παλιότερα στα 5 V ή στα 3,3 V. Τώρα με 1,2 και 1,5 V τροφοδοσία, δύσκολα μπορείς να αναπτύξεις κασκοδικά τρανζίστορ. Επομένως, παρόλα αυτά, μένει η ιδέα ότι με το κασκοδικό τρανζίστορ κάνουμε καλύτερη απόρριψη της επίδρασης της θερμοκρασίας. Για να δούμε, λοιπόν, την λύση η οποία έχει επικρατήσει για την απόρριψη της επίδρασης της θερμοκρασίας. Δηλαδή, απόρριψη εννοούμε να φτάσουμε σε μηδενικό συτελεστή. Η ιδέα, λοιπόν, ήταν η ανάλυση, μάλλον, των γνωστών θεμάτων που έχουμε, αλλά με αυτήν την βασική ιδέα, να έχουμε μία βερέφαινη, δηλαδή αυτής της μορφής, οδήγησε στην δημιουργία των κυκλωμάτων, τα οποία λέγονται bandgap. Θα πω λίγο στη συνέχεια, μόλις εμφανιστεί, είναι bandgap. Το κύκλωμα, λοιπόν, αυτό, ιδανικά, μπορεί να είναι ανεξάρτητος θερμοκρασίας. Θερμοκρασιακός συντελεστής μηδέν. Βέβαια, πρακτικά, αυτό το πετυχαίνουμε, από τις εξισώσεις, σε μία θερμοκρασία. Πράγματι, λοιπόν, γι' αυτά το κύκλωμα, σε μία θερμοκρασία, ο θερμοκρασιακός συντελεστής είναι μηδέν. Βεβαίως, το κύκλωμα δεν μπορεί να λειτουργεί σε μία θερμοκρασία. Προφανώς, η λειτουργία του είναι για εύρος θερμοκρασιών. Θα δούμε, προσπαθούμε για κάποιο εύρος, να φτάσουμε σε κάποια, κάτω δυνατόν, μικρή τιμή. Για κάποιο εύρος θερμοκρασιών. Έχουμε, λοιπόν, εδώ, πρακτικά, είναι ανεξάρτητο, της θερμοκρασίας, για μια συγκεκριμένη τιμή θερμοκρασίας. Και, βέβαια, καλή τιμή για ένα εύρος. Πολλές παράμετροι μεταβάλλονται με τη θερμοκρασία, οπότε μπορούμε να πετύχουμε και ανεξαρτησία τη τεχνολογία. Δηλαδή, είναι τέτοια η σχεδίαση που θα πετύχουμε, για οποιαδήποτε τεχνολογία, να έχουμε καλή συμπεριφορά με τη θερμοκρασία. Και η αρχή λειτουργίας, βέβαια, είναι η πρόσθεση δύο σημάτων με αντίθετους θερμοκρασιακούς συντελεστές. Η ιδέα λοιπόν είναι εδώ μια βεμπαΐ, η οποία ως γνωστόν, έχει αρνητικό θερμοκρασιακό συντελεστή. Μία γενήτρια εδώ, που να έχει θετικό συντελεστή. Έτσι, μια τάση ανάλογα της απόλυτης θερμοκρασίας, έτσι ώστε να έχει θετικό συντελεστή. Και, επομένως, εάν εδώ βάλουμε έναν ενισχυτή, έχουμε μπροστά μας μια τέτοια σχέση, αυτό έχει αρνητικό, αυτό έχει θετικό και πολλαπλασιάζεται κατάλληλα ώστε να αντισταθμίσει την συγκεκριμένη αριθμητική τιμή. Και, ακομμένως, έχουμε στο τέλος μία βερέφαιρνες, η οποία είναι ανεξάρτητη της θερμοκρασίας. Εδώ, ας πούμε, ενδεικτικά είναι όλα αυτά, θα πάμε στη συνέχεια σε κανονική ανάλυση, ας πάρουμε την εικόνα, έστω λοιπόν ότι καταφέρνουμε σε αυτούς τους δύο κλάδους, όπου βλέπετε πάλι τα δύο transistor, το ένα είναι εν φορές μεγαλύτερο από το άλλο, έχουμε λοιπόν, έστω ότι έχουμε καταφέρει αυτές οι δύο τάσεις να είναι ίδιες, τότε οι τόσοι τάσεις πάνω στην αντίσταση, ουσιαστικά είναι η διαφορά των δύο ΒΕΠΣΛΟΝ. Σαν αρχή το βλέπουμε τώρα αυτό, σαν αρχή λειτουργίας. Αν λοιπόν καταφέρουμε αυτά τα δύο να είναι ίσα μεταξύ τους, τότε αν επιβάλλουμε ίσως να το πω καλύτερα αυτά τα δύο να είναι ίσα μεταξύ τους, τότε ουσιαστικά οι τόσοι τάσεις πάνω εδώ, θα είναι η διαφορά αυτών των δύο και επομένως θα έχουμε τη δυνατότητα να έχουμε μία τάση, η οποία θα εξαρτάται, μπορούμε να πετύχουμε μηδενικό συντελεστή θερμοκρασιακό. Βέβαια θα πρέπει με κάποιον τρόπο να κάνουμε με καθρεφτισμό, να ξαναπαράγουμε το ρεύμα αυτό της αντίστασης, για να δημιουργηθεί να πάρουμε αυτήν την τάση, το YPR. Αυτά λοιπόν σαν ιδέα, σαν κεντρική ιδέα, ας δούμε με εξισώσεις. Βλέπουμε εδώ ότι η τάση, η διαφορά των τάσεων, το έχουμε δει αυτό, είναι συνάρτηση του ΒΤ και επομένως η Vref είναι, βλέπετε εδώ το κύκλωμα, πως έχει αναπτυχθεί. Η τάση Vref, που είναι στην έξοδο, είναι η ΒΤ3, αυτή η τάση δηλαδή, συν το YPR. Και το γράφουμε με αυτόν τον τρόπο, από την προηγούμενη εξίσωση, και βγάζουμε εδώ μία τιμή 1,26. Θα το δούμε πως προκύπτει αυτή η τιμή. Παραλαμβάνω αυτά είναι με τη μορφή της αρχικής ιδέας, που έχουμε εδώ δοσμένα, να ξέρουμε πού πάμε να καταλήξουμε. Θα πάμε να καταλήξουμε λοιπόν σε μία εξίσωση για την έξοδο, η οποία θα μας δίνει τιμή τάσης περίπου εκεί στο 1,2 V, 1,22, 1,25, 1,26, και θα πούμε και πως προκύπτει το όνομα bandcap. Άρα η τιμή όμως είναι αυτή. Είναι χαρακτηριστική τιμή για την έξοδο αυτού του κυκλώματος. Απλώς εδώ παρατηρούμε ότι αυτό έχει αρνητικό συντελεστή, αυτό έχει θετικό συντελεστή, και επομένως βλέπετε εδώ τον ενισχυτικό σε εισαγωγικά παράγοντα, όπως και αυτό εδώ. Άρα βλέπετε ότι έχουμε τη δυνατότητα να ενισχύσουμε κατάλληλα αυτή τη Vt, η οποία είναι τα γνωστά 26 mV, και να φτάσουμε τα 2 mV, που είναι αναβαθμό κελσίου αυτός ο συντελεστής, και εν πάση περιτώση να κάνουμε την αντιστάθμιση, ώστε αυτό τελικά να βγει μηδέν. Ας πάμε να δούμε λίγο εξισώσεις. Έχουμε λοιπόν την κάπου παράγουμε μία τάση ΒεμπεΕψιλον, αυτός είναι ο συντελεστής, κάπου έχουμε ΒΤ, πλέον τη θερμική τάση, και είδαμε πώς τη βγάζουμε αυτή τη ΒΤ. Η ιδέα είναι η διαφορά 2 ΒεμπεΕψιλον. Με τη διαφορά 2 ΒεμπεΕψιλον βγαίνει κατευθείαν αναλογία ως προς ΒΤ. Έναν ενισχυτάκο, με κάποιον τρόπο ένα συντελεστή ενίσχυσης, δεν σημαίνει ενισχυτής-ενισχυτής με την έννοια του ενεργού ενισχυτή, είδαμε λόγος αντιστάσεων ή λόγος transistor. Με κάποιον συντελεστή λοιπόν εδώ, μπορούμε να πετύχουμε να έχουμε την έξοδο, η οποία να είναι 0. Βλέπετε ότι εδώ η ευαισθησία είναι περίπου 0,085 μιλιβόλτ έναν βαθμό κελσίου. Αυτό είναι 2, μειών 2 μιλιβόλτ. Βλέπετε ότι θέλουμε αρκετή ενίσχυση για να μπορέσουμε να τα κάνουμε αυτά, δηλαδή το μή πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο για να μπορέσουμε να τα κάνουμε αυτά να αντισταθμιστούν. Λοιπόν, για να δούμε λίγο τις εξισώσεις. Βέβαια ε, είπαμε, δίνεται από αυτή τη σχέση. Να μπούμε λίγο πιο βαθιά στην ανάλυση, χωρίς να χαθούμε, γιατί το σημαντικό εδώ είναι αρκετοί τύποι και αρκετοί καινούργοι συντελεστές, αλλά να μην χάσουμε την κεντρική ιδέα. Η κεντρική ιδέα είναι να αποκαλύψουμε πού υπάρχει εξάρτηση από τη θερμοκρασία. Να τα βάλουμε συντελεστές. Βλέπετε να βγαίνουν διάφορα σύμβολα, συντελεστές. Μας ενδιαφέρει να πούμε πού υπάρχει κρυμμένη εξάρτηση από τη θερμοκρασία, ποια εσμορφή είναι αυτή η εξάρτηση. Δεν είναι απαραίτητο να βρούμε ακριβώς αριθμητικούς συντελεστές. Γενικά θα μπορούσαμε να βάλουμε την έκφραση, τη συσχέτηση με τη θερμοκρασία, τη συνάρτηση της θερμοκρασίας και από εκεί πέρα να δούμε σε τι μορφή θα καταλήξουμε. Άρα, όλα αυτά στοχεύουν στο να αποκαλύψουμε τις εξαρτήσεις από τη θερμοκρασία, τι μορφής είναι. Και τα υπόλοιπα θα βάλουμε σταθερούς συντελεστές ανεξάρτησης από τη θερμοκρασία. Πάμε να δούμε εδώ λοιπόν. Μπαίνουμε λίγο πιο βαθιά. Το ανάστροφο ρεύμα κόρου λέει η θεωρία ότι είναι συνάρτηση αυτών εδώ των παραμέτρων, όπου είναι το φορτίο του ηλεκτρονίου, η επιφάνεια της επαφής, το ποσοστό των προσμήξεων, η σταθερά διάχυση, το φορτίο που υπάρχει. Συνεχίζουμε να βάζουμε, βλέπετε, συντελεστές οι οποίοι είναι ανεξάρτητες από τη θερμοκρασία. Αφήνουμε αυτούς εδώ τους παράγοντες. Στη συνέχεια εδώ βγάζουμε τη θερμοκρασία. Εμφανίζεται ο συντελεστής ΤΑΦ, θερμοκρασίας. Στη συνέχεια μασμένη η κινητικότητα των ηλεκτρονίων εδώ, η οποία εξαρτάται από τη θερμοκρασία με μια τέτοια σχέση. Άρα λοιπόν το N-I τετράγωνο έχει μια τέτοια σχέση από τη θερμοκρασία και σταθερούς όρους. Δηλαδή, εδώ έχουμε σταθερό συντελεστή, τρίτης δύναμης εξάρτησης από τη θερμοκρασία, εκθετική συνάρτηση της V-GO και της θερμικής τάσης. Το V-GO είναι μια τάση, η οποία είναι αντίστοιχη της τάσης του χάσματος ζώνης του πυρητίου σε μηδενική θερμοκρασία και έχει την τιμή 1,205. Αυτό λοιπόν είναι μια σταθερή τιμή. Εξαιτίας του ότι στο τέλος θα βγει ότι αυτή εδώ η τάση καθορίζει περίπου το επίπεδο της τάσης εξόδου αυτών των κυκλομάτων. Δηλαδή, είναι μια τάση, η οποία μας θυμίζει το ενεργειακό διάκαινο του πυρητίου. Το οποίο βέβαια το ενεργειακό διάκαινο θυμίζω είναι σε ηλεκτρονιοβόλτ. Το χάσμα, το κενό μεταξύ της ζώνης θένους και της ζώνης αγωγημότητας στο πυρήτειο. Επειδή λοιπόν αυτή η τιμή μας θυμίζει εκείνη την τιμή, γι' αυτό και ονομάστηκαν αυτά τα κυκλώματα Μπάντκαφ. Και η τιμή σταθερής εξόδου τάσης αναφοράς για εκείνα τα κυκλώματα αρχικά ήταν 1,2V. Βέβαια σε πιο καινούργιες εκδόσεις με τροποποιήσεις που έχουν γίνει στα κυκλώματα αυτό έχει αλλάξει. Πάντως παραδοσιακά βλέπετε πάλι το όνομα Μπάντκαφ. Δηλαδή, μπορείτε να δείτε σήμερα Μπάντκαφ Reference, η οποία βγάζει 0,4 ή 0,6V σταθερή τιμή. Για ιστορικούς λόγους, εφόσον η γενική ιδέα είναι αυτή, εξακολουθούν τα κυκλώματα να λέγονται Μπάνκαφ. Χωρίς πραγματικά να φτάνουν σε αυτή την τιμή 1,2V. Βλέπετε ότι αυτή είναι μια καλή λύση όταν οι τάσεις ήταν ακόμα αρκετά μεγάλες. Δηλαδή, όταν πας να σχεδιάσεις ένα κύκλωμα το οποίο είναι στο 1,5 ή 1,8V, ok, σου κάνει το 1,2 σαν σταθερή τάση αναφοράς. Αλλά, αν πας να σχεδιάσεις ένα κύκλωμα στο 1V, αυτή είναι πολύ μεγάλη ήδη. Άρα, υπάρχουν πλέον κυκλώματα τα οποία λειτουργούν με την ίδια αρχή, αλλά οι τάσεις στην οποία βγάζουν στην έξοδο είναι της τάξεως του 0,4-0,3-0,6V για εφαρμογές σε κυκλώματα όπου η τροφοδοσία πλέον είναι 1V. Ok, συνεχίζουμε λίγο να δούμε πού θα καταλήξουμε από αυτές εδώ τις εξισώσεις. Η τάση πλέον ΒΕΠΣΛΟΝ, αν βάλουμε όλα αυτά εδώ, δηλαδή γυρίσουμε προς τα πίσω και κάνουμε τις αντικαταστάσεις, προκύπτει τελικά ότι εμφανίζεται εδώ η θερμική τάση, εδώ ο λογάριθμος σταθερή ποσότητα Ι1, θερμοκρασία εις την μειών Γ, ο λόγος που βάζουμε, βάζουμε συντελεστές είναι ότι αυτοί οι συντελεστές είναι, τέλος πάντων, συναρτήσεις των διαφόρων σταθερών, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία. Σταθερή, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία, εκθετική συνάρτηση του ΒΓΟ αυτής της τάσης προς τη θερμική τάση. Ο συντελεστής Γ είναι 4 μειών 1, το Ι1 είναι συνάρτηση, εδώ βλέπετε προκύπτει ότι είναι ανάλογο της θερμοκρασίας εις την Α, επομένως το ΒΑ γράφεται με αυτόν τον τρόπο όπου πλέον εδώ μέσα υπάρχει η θερμοκρασία, εδώ υπάρχει ο λογάριθμος της θερμοκρασίας και αυτό εδώ είναι σταθερή ποσότητα ανεξάρτηση θερμοκρασίας και φυσικά αυτά τα Γ και τα Α είναι ανεξάρτητα της θερμοκρασίας. Επομένως το ΒΑΟΤ το οποίο είναι ΒΑΕΠΣΙΛΟΝ ΣΙΝ ΜΕΠΙ ΒΕΤΑΦ, να δούμε ποια είναι η έκφραση, βάζουμε, αντικαθιστούμε το ΒΑΕΠΣΙΛΟΝ από αυτή τη σχέση και διαπιστώνουμε ότι τελικά έχουμε μια έκφραση όπου η ΒΑΟΤ είναι συνάρτηση αυτής της τάσης, αντίστοιχης τιμής της ζώνης χάσμαδος του πυρητείου, το 1,205 V μειών αυτήν εδώ την τιμή, η οποία τιμή βλέπετε έχει εδώ το ΒΑΕΠΣΙΛΟΝ, την θερμοκρασία, εδώ πάλι το ΒΑΕΠΣΙΛΟΝ και αυτή η όρη εδώ που βλέπετε είναι ανεξάρτητη της θερμοκρασίας. Μοιάζει λίγο πολύπλοκο, αλλά εν πάση περίπτωση μας ενδιαφέρει το συμπέρασμα ότι εδώ προσπαθούμε όταν θα πάμε να κάνουμε την παραγώγηση, έτσι, στη σχέση αυτή θα πάμε να κάνουμε την παραγώγηση ως προς τη θερμοκρασία, για μια θερμοκρασία T0, αυτή η έκφραση είναι ίσον με το 0, υποτίθεστε δηλαδή ότι υπάρχει μια θερμοκρασία T0 στην οποίαν, ψάχνουμε να βρούμε ποια είναι, στην οποίαν αυτός εδώ ο συντελεστής μηδενίζεται. Κάνοντας πίσω την αντικατάσταση της μορφής που έχει για τάφισσον T0, προκύπτει ότι το ΒΑΑΟΤ μπορεί να γραφτεί με αυτήν την μορφή όπου εδώ εμφανίζεται αυτή η χαρακτηριστική θερμοκρασία T0. Στην περίπτωση λοιπόν, αυτής της χαρακτηριστικής θερμοκρασίας για την οποίαν συμβαίνει το ΒΑΑΟΤ προς T1 είναι 0, για τη συγκεκριμένη τεχνολογία υποτίθεται που μελετάμε, τότε το ΒΑΑΟΤ δίνεται από αυτή τη σχέση για αυτήν τη θερμοκρασία. Για παράδειγμα λοιπόν, αν θέλουμε να έχουμε μηδενικό συντελεστή σε θερμοκρασία 27 βαθμών για τεχνολογία, αυτά εδώ οι τιμές εξαρτώνται από την τεχνολογία, είδατε προκύπτουν από την κατασκευή. Θα μας τα δίνουν αυτά όλα, δεν υπάρχει θέμα. Για συγκεκριμένη τεχνολογία λοιπόν, προκύπτει ότι το ΒΑΑΟΤ είναι το 1,205 ΒΟΛΤ συν 2,2 ΒΕΤΑΦΜΙΔΕΝ και το ΒΕΤΑΦΜΙΔΕΝ στη θερμοκρασία, θυμίζω στη θερμοκρασία δωματίου είναι τα 26 ΜΜΒΟΛΤ και επομένως να το το 1,262 ΒΟΛΤ που είχαμε δει σε εκείνη την πρώτη διαφάνεια. Να λοιπόν πως προκύπτει ότι θα μπορούσαμε να έχουμε μηδενικό συντελεστή σε κάποια τεχνολογία, η οποία έχει αυτούς τους συντελεστές εδώ αυτές τις τιμές, θα μπορούσε για αυτήν την τιμή να έχει μηδενικό συντελεστή. Για τη θερμοκρασία δωματίου. Για να το δούμε λίγο αυτό σε διάγραμμα, βλέπουμε την μορφή που έχει αυτή η έκπραση που κάναμε παραγώγηση και βλέπετε εδώ τώρα σε διάγραμμα όπου έχουμε τη θερμοκρασία στον οριζόντιο άξονα και την τιμή της ΒΑΑΟΤ, βέβαια τη μη βλέπετε την περιοχή τιμών, είναι το 1,205 συν κάτι. Είμαστε στο 1,240 μέχρι 1,290 είναι το διάγραμμα. Βλέπετε λοιπόν για διάφορες τιμές θερμοκρασίας πως μεταβάλλεται το ΒΑΑΟΤ από αυτούς τους τύπους και βλέπουμε ότι για διαφορετικές θερμοκρασίες τάφου 0 το σημείο στο οποίο έχουμε ΔΕΒΑΟΤ προς ΔΕΤΕ διαφέρει. Δηλαδή εάν έχουμε αυτή τη θερμοκρασία τάφου 0, τότε το σημείο στο οποίο μηδενίζεται ο συντελεστής είναι εδώ, δηλαδή είναι στους 120 βαθμούς. Στη θερμοκρασία δωματίου έχουμε αυτόν τον συντελεστή εδώ, σε αυτό το σημείο μηδενίζεται. Εδώ αν το τάφου 0 είναι 200 βαθμί, θα πάμε στους μίον 80 βαθμούς, όπου θα έχουμε μηδενικό συντελεστή. Άρα λοιπόν, βλέπετε ότι για διαφορετικές θερμοκρασίες τάφου 0, έχουμε μηδενικό συντελεστή σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Ναι, αυτό βλέπουμε δηλαδή πώς μετατοπίζονται, ποια είναι η έννοια της μεταβολής αυτής, ότι μετατοπίζονται οι χαρακτηριστικές. Και μας βγάζουνε, να το ξαναδούμε εδώ λίγο, μας βγάζουνε μηδενική τιμή, ουσιαστικά αυτή η καμπύλη είναι κύλι προς τα κάτω. Άρα λοιπόν αυτό εδώ είναι το σημείο που είναι, οι εφαπτομένοι είναι 0. Και βλέπετε ότι οι τύποι αυτοί αν τους αναπτύξετε σε καμπύλες, ουσιαστικά συμβαίνει αυτό, δηλαδή η κορυφή της καμπύλης είναι εδώ, η κορυφή της καμπύλης είναι εδώ, η κορυφή της καμπύλης είναι εδώ. Και επομένως για διαφορετικές τιμές, έτσι, θα κατεβαίνουν και οι κορυφές. Και πάει και πιο κάτω, δηλαδή διαφοροποιείται και η τιμή, δηλαδή προσέξτε εδώ έχεις μια τιμή 1,280V, 1,280, εδώ έχεις τιμή 1,260 κάτι που είδαμε, 1,262, εντάξει. Για να δούμε εδώ ένα παράδειγμα, έχουμε ένα κύκλωμα λέει το οποίο σχεδιάστηκε για 1,262V και μηδενικός συντελεστής στους 27, όμως λόγω διακύμανσης των παραμέτρων, η τάση εξόδου στους 27 αντί να είναι 1,262V, διαπιστώθηκε ότι είναι 1,280V. Επομένως να δούμε ποια είναι η πραγματική θερμοκρασία μηδενισμού, να γραφτεί η Vout στον τύπο εκείνον σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία και να βρεθεί τελικά ενώ εμείς ξεκινήσαμε να έχουμε μηδενικό συντελεστή, τελικά στους 27 βαθμούς τι συντελεστή έχουμε. Και μας δίνει αυτές τις δύο σταθερές που χρειαζόμαστε. Καταρχήν εδώ έχουμε όλα τα στοιχεία από τη στιγμή που μας δίνει την τιμή της τάσης σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Αυτό που δεν ξέρουμε είναι αυτό το τάφμι 0. Δηλαδή βλέπετε εδώ είναι όλα γνωστά, έχουμε θερμοκρασία 300 βαθμούς Κ, 1,280V. Άρα λοιπόν η θερμοκρασία τάφμι 0 η χαρακτηριστική για αυτό το κύκλωμα είναι 411 βαθμί. Άρα λοιπόν ερχόμαστε τώρα προς τα πίσω και γράφουμε την The Out με τον τύπο που ξέρουμε, αλλά τώρα εδώ βάλαμε τη χαρακτηριστική θερμοκρασία και εδώ αφήσαμε τη θερμοκρασία ελεύθερη. Αυτός ο τύπος λοιπόν ισχύει για οποιαδήποτε θερμοκρασία. Τι θέλουμε, θερμοκρασία 27 βαθμών. Άρα η μεταβολή τον The Out προς The T δίνεται φυσικά από τον λόγο εδώ της μεταβολής των θερμοκρασιών. Επομένως εδώ μπορούμε να κάνουμε αντικατάσταση και να διαπιστώσουμε ότι το The Out προς The T είναι 70 μικροβολτ αναβαθμό, είτε βαθμό Κελβίν είτε βαθμό Κελσίου, το ίδιο είναι όταν είναι σε αυτή τη μορφή. Επομένως ο θερμοκρασιακός συντελεστής στην συγκεκριμένη τιμή στους 27 βαθμούς 1,280 βολτ, έτσι είναι 1 προς 1,280, επί τα 70 μικροβολτ, που είναι περίπου η τιμή για την παράγωγο εδώ, καταλήγουμε σε μια μεταβολή 55 ppm αναβαθμό Κελσίου. Βλέπετε λοιπόν ότι έχουμε φτάσει σε αρκετά καλή τιμή. Δηλαδή, μηδενίζει ο συντελεστής στους 138 βαθμούς, θα θέλαμε να μηδενίζει στους 27, μηδενίζει στους 138, αλλά και στους 27 δεν είναι άσχημα. Φτάσαμε δηλαδή σε 55, επί 10 εις τη μειονέκτη. Αυτό σημαίνει 55 ppm. Πόσο παράγοντας, κύριε ο Στυριάσπη, πόσο τιμή είναι η καμπήλη, ουσιαστικά αυτό δεν μας ενδυθένει και ένα στοιχείο. Γενικά η μορφή της καμπήλης εξαρτάται από όλους αυτούς τους συντελεστές. Δεν είναι φανερό, έτσι, καταλαβαίνετε, είναι αρκετοί οι συντελεστές και εδώ καταλήγουμε σε δύο μόνο. Αλλά στην πραγματικότητα αυτή, είδατε πως γίνουν από ένα μείγμα αναλύσεις και λοιπά, που έχουν να κάνουν με το υλικό, έτσι, το ποσοστό των προσμήξεων, της επιφάνειας και και και, όλες, αν θέλετε, παραμέντως τις κατασκευαστικές. Δεν είναι φανερή η επίδραση μιας μιας αυτών σ' αυτούς τους συντελεστές, που τελικά μπαίνουν σ' αυτούς τους τελικούς τύπους, έτσι, τόσο απλά. Είναι πολύ πλοκή συνάρτηση, αλλά αυτή είναι που καθορίζουν τη μορφή της καμπήλης. Εδώ λοιπόν να δούμε λίγο την έννοια του ενεργού θερμικού συντελεστή. Ουσιαστικά μας ενδιαφέρει για μια περιοχή τιμών ποιος είναι ο συντελεστής. Και ουσιαστικά εδώ βλέπουμε και σε διαφορετικές καμπήλες, έτσι, σε διαφορετικές περιοχές να έχουμε διαφορετικούς ενεργούς συντελεστές. Δηλαδή, αν μας ενδιαφέρει αυτή η περιοχή, τότε σε αυτό το εύρος έχουμε 44 ppm. Αν θέλουμε μικρότερη περιοχή, προφανώς, έχουμε, έτσι, κατανοητό αυτό. Όσο πιο μικρή είναι η θερμοκρασιακή μεταβολή που μας ενδιαφέρει, τόσο καλύτερη είναι η σταθερότητα. Προκύπτει από αυτήν εδώ, από τέτοιου τύπου καμπήλες που παίρνουμε φυσικά για το συγκεκριμένο υλικό που έχουμε, για το συγκεκριμένο transistor. Και ουσιαστικά εδώ απλώς μας δίνει έναν τύπο πώς μπορούμε να κάνουμε το λογαριασμό. Παίρνουμε τις τιμές, δηλαδή, και υπολογίζουμε πρακτικά για εύρος τιμών πόσο είναι ο συντελεστής. Αυτός είναι ο ενεργός θερμικός συντελεστής. Και αυτό είναι που μας ενδιαφέρει φυσικά τελικά στα κυκλώματα, εφόσον ο μηδενισμός ισχύει για μία αριθμητική τιμή της θερμοκρασίας. Μας ενδιαφέρει σε ένα εύρος τιμών πόσο θα έχουμε μεταβολή. Και είναι καλές οι τιμές. Βλέπετε, όπως είδατε προηγουμένως εδώ, οι τιμές είναι 17 ppm, ας πούμε, για 70 βαθμούς μεταβολή. Είναι μια πολύ καλή τιμή σε σχέση με τις χιλιάδες που είχαμε σε άλλα κυκλώματα. Έτσι λοιπόν, αυτός είναι και ο λόγος που αυτό το κύκλωμα του bandgap, αυτή η αρχή, έχει επικρατήσει και είναι η πιο δημοφιλής περίπτωση για κυκλώματα. Και σήμερα ακόμα δηλαδή φτιάχνουμε κυκλώματα bandgap. Για να δούμε εδώ κάποιες υλοποιημένες λύσεις. Είναι κυκλώματα τα οποία είναι αρκετά παλιά. Ξεκολουθούμε να είμαστε, δεν έχουμε πιο καινούργια στοιχεία αυτή τη στιγμή για τα bandgap. Είναι αρκετά παλιά κυκλώματα. Βλέπουμε εδώ ότι μπορούμε να συνδυάσουμε, αυτό είναι το βασικό κύκλωμα, είναι ο καθρέφτης Wiedler, η πηγή ρεύματος Wiedler και ουσιαστικά μας βγάζει την έξοδο, βλέπετε για διάφορες τιμές του V1 υπάρχει αυτή η μεταβολή για το V2. Καθώς αυξάνει δηλαδή το V1, εδώ υποτίθεται ότι φτάνει την τιμή, μέχρι εδώ η τιμή είναι κάτω από 0,6V και επομένως δεν άγει τίποτα. Και άρα η τάση αυτή ουσιαστικά έρχεται, αυτό είναι κλεισιένα εδώ, γιατί η τάση αυτή έρχεται στο V2 κατευθείαν. Στη συνέχεια άγει αυτό το τρανζίστορ, αυτή η αντίσταση είναι πρακτικά αρκετά μεγαλύτερη από αυτήν, αυτό το τρανζίστορ πάει στον κόρο, επομένως ενώ αυξάνεται η V1, η V2 πέφτει, γιατί επαναλαμβάνω, αυτό εδώ πάει στον κόρο και επομένως συρρικνώνεται η V2, αλλά μετά λόγω των τιμών που έχουν επιλεγεί των αντιστάσεων αρχίζει πάλι σιγά σιγά μεγαλώνει αυτή η τάση, αυτό το τρανζίστορ φεύγει από τον κόρο και φτάνει εδώ να λειτουργεί η τάση εδώ να ξαναπιάσει την σωστή τιμή, η τάση V2 να πιάσει το ΒΜΕ και τελικά να σταθεροποιηθεί εκεί, αυτό θα ήταν το επιθυμητό. Βλέπουμε τη τιμή της τάσης τάκρα της αντίστασης R3, κλασικά είναι ίση με το ΔΒΕ, δηλαδή εκφράζεται έτσι μέσω της θερμικής τάσης του λόγου των αντιστάσεων R1, R2 και του λόγου των τρανζίστορ, αυτός είναι ο λόγος των μεγεθών των τρανζίστορ. Άρα η ΒΑ2 σε σχέση με την ΒΑ3 ουσιαστικά είναι ανάλογη εφόσον είναι το ίδιο ρεύμα εξατά την αναλογία των αντιστάσεων. Άρα βλέπετε ότι η ΒΑ2, η τάση δηλαδή πάνω στην αντίσταση R2, έχει έναν συντελεστή και είναι ανάλογη της θερμικής τάσης. Η τάση πάνω στην αντίσταση ΒΑ2 είναι ανάλογη της θερμικής τάσης με έναν συντελεστή ενισχυτικό ο οποίος ρυθμίζεται από τον σχεδιαστή. Άρα πετυχαίνουμε αυτό εδώ, δηλαδή το ΒΑ3, το ΒΑout είναι ΒΑ3, ερχόμαστε σε αυτό το κύκλωμα τώρα, είναι ΒΑ3 συν την πτώση τάσης πάνω στην R2, άρα είναι ΒΑ3 συν ΜΕΠΒ. Άρα λοιπόν βλέπετε ότι στο κύκλωμα αυτό εδώ πετυχαίνουμε η τάση εξόδου, δίνεται από αυτός και αυτό τον όρο και είναι της επιθυμητής μορφής. Αυτό είναι ένα πρακτικό κύκλωμα. Γιατί? Γιατί αυτός εδώ είναι αρνητικός συντελεστής, αυτός είναι θετικός και το κέρδος μη είναι όλος αυτός ο παράγοντας και μέσω των αντιστάσεων είπαμε πετυχαίνουμε αύξηση αυτού του ΒΕΤΑΦ και μέσω των μεγεθών των τραζίστορ και απομένως μπορούμε να ρυθμίσουμε έτσι ώστε να έχουμε τον μηδενικό συντελεστή. Ομοίως, άλλη περίπτωση με την ίδια φιλοσοφία, κύκλωμα βλέπετε πάλι τα δύο τραζίστορ, οι αντιστάσεις και εδώ τελεστικό συνεσχυτής και φτάνουμε στο ΒΑΟΤ, πάλι οι τάσεις στα άκρα της αντίστασης ΒΑΡΤΡΙΑ είναι ίση με την διαφορά των δύο τάσεων εδώ και επομένως πάλι είμαστε στην ίδια μορφή, πάλι η τάση ΒΑΡΤΡΙΑ εδώ πάνω ουσιαστικά είναι η τάση εδώ στην ΒΑΟΤ, έχει αυτήν τη σχέση με τη ΒΑΡΤΡΙΑ και επομένως καταλήγουμε κάνοντας εδώ την αντικατάσταση να έχουμε και πάλι βλέπετε εδώ μία μορφή ΒΑΡΤΡΙΑ και μη φορές το ΒΑΡΤΡΙΑ και αυτό το κύκλωμα είναι ένα άλλο κύκλωμα το οποίο λειτουργεί με την λογική της band gap reference της τάσης αναφοράς χάσματος Εδώ είναι η περίπτωση που θα θέλαμε να κάνουμε αυτόν τον τελεστικό ενισχυτή σε MOS στην μορφή που το ξέρουμε σε MOS transistor και στην περίπτωση αυτή γράφουμε πάλι τις ίδιες εξισώσεις, να μην τα ξαναπούμε αλλά θεωρούμε ότι αυτά είναι παρασιτικά transistor σε MOS τεχνολογία άρα όλο αυτό το κύκλωμα είναι MOS τεχνολογία παρόλο που εδώ είμαστε αναγκασμένοι να βλέπουμε να χρησιμοποιήσουμε διπολικό transistor άρα πετυχαίνουμε τα ίδια πράγματα να έχουμε έναν συντελεστή αρκετά καλό βλέπετε εδώ ο θερμοκρασιακός συντελεστής της VOUT για μια θερμοκρασία τελικά, εξαρτάται από τη θερμοκρασία, εξαρτάται όμως και από τη VOS δηλαδή θα πρέπει να φτιάξουμε και καλό τελεστικό ενισχυτή να έχει μικρή τέτοια τιμή καλώς κακώς αυτή η διαφορά που υπάρχει στον τελεστικό την έχουμε δει αναλυτικά από τι εξαρτάται πρέπει να την ρυθμίσουμε να ελαχιστοποιήθη επίσης εδώ να δούμε πώς μπορούμε να κάνουμε αυτήν τη διαφορά ώστε να μην μας επιβαρύνει πάρα πολύ στην κατασκευή δηλαδή δείτε αν θελήσουμε να μεγαλώσουμε εδώ λέει αν έχουμε αυτήν τη συσχέτιση όταν δείχνει μεγάλο το σχήμα για ζωγραφιά απλώς μας δείχνει ότι είναι μεγαλύτερο το ρεύμα έτσι ή μεγαλύτερο το transistor τι λέει εδώ λοιπόν ότι για πρακτικές τιμές στον λόγο των ρευμάτων περίπου 10 προκύπτει το ΔΒΝ 120 μιλιβόλτ αν θέλουμε να διπλασιάσουμε την ΔΒΝ πρέπει να γίνουν 100 που συνεπάγεται εκατονταπλασιασμό της επιφάνειας πυρητείου δεν συμφέρει δηλαδή θέλουμε μεγάλη ΔΒΝ αλλά παίζοντας με το μέγεθος του transistor έτσι σε αυτό το κύκλωμα δεν συμφέρει γιατί είναι τεράστια η επιφάνεια πυρητείου για να βελτιώσουμε κατά τη ΔΒΝ άρα λοιπόν τι κάνουμε κάνουμε αυτό το τρίκ δηλαδή εδώ κάνουμε τέτοια συνδεσμολογία με διπλά transistor εδώ το πλεονέκτημα ποιο είναι για διπλασιασμό της ΔΒΝ αρκεί ο διπλασιασμός της επιφάνειας πυρητείου επειδή ακριβώς εδώ έχουμε πολλαπλή αύξηση του ρεύματος του transistor σε αυτό το κύκλωμα με τα διπλά transistor εδώ βλέπετε μεγάλα ρεύματα εδώ μεγάλα transistor εδώ δηλαδή οδηγούμε μεγάλο ρεύμα σε μικρό transistor και μικρό ρεύμα σε μεγάλο transistor με αυτόν τον τρόπο έτσι πετυχαίνουμε απλώς με απλό διπλασιασμό της επιφάνειας πετυχαίνουμε διπλασιασμό του ΔΒΝ που μας ενδιαφέρει και εδώ είναι ένα κύκλωμα το οποίο έχει μός transistor και παρασιτικά και πετυχαίνει αρκετά καλά ένα πιο σύνθετο κύκλωμα βάζοντας εδώ έξτρα συντελεστή αυτές τις δύο αντιστάσεις αυτή να είναι χ φορές μεγαλύτερη από αυτήν πετυχαίνουμε καλύτερο έλεγχο εδώ του συντελεστή Μ δηλαδή ο συντελεστής αυτός των δύο αντιστάσεων σε συνδυασμό με τον λόγο των transistor μας δίνει πιο εύκολα το κέρδος το Μ το οποίο καταλαβαίνετε το θέλουμε αρκετά μεγάλο γιατί μην ξεχνάτε ότι θέλουμε εκείνα τα 0,85 mV να τα κάνουμε να φτάσουμε τα 2 mV που είναι αυτός ο συντελεστής στο μυαλό μας έχουμε ότι αυτό εδώ έχει συντελεστεί 0,85 και πρέπει να το πάμε στα 2 mV να ενισχυθεί ώστε να φτάσει σε αυτή τη στιγμή αυτή λοιπόν είναι η bandgap τελειώνουμε εδώ με την bandgap θα βρείτε στη βιβλιογραφία γενικότερα και καινούργιες τέτοιες σχεδιάσεις αρκετές με χαμηλότερες τιμές αλλά ας παρατηρώσει αυτή είναι η βασική αρχή λοιπόν αυτά για σήμερα καλό Πάσχα και θα τα πούμε αμέσως μετά τις διακοπές του Πάσχα