Το Τρανζίστορ ως Ενισχυτής (ΙΙ)

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Το Τρανζίστορ ως Ενισχυτής (ΙΙ)"

Κάρμη Γιαννακόπουλος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ιπολικό Τρανζίστορ Επα φής ΙΙ Επαφής ιπολικό ΤρανζίστορΓΕπαφής. Τσιατούχας 1 ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 2 1

2 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (Ι) Το τρανζίστορ ως ενισχτής πρέπει να λειτοργεί αποκλειστικά στην ενεργό περιοχή. Είσοδος Β npn Έξοδος Ατό επιτγχάνεται µε κατάλληλες D πολώσεις και έτσι ώστε η να είναι µεγαλύτερη της κατά τρόπο πο η κµάτωση το σήµατος εισόδο να µην βγάζει το τρανζίστορ από την ενεργό περιοχή. Σήµα Εισόδο ce ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 3 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (ΙΙ) Σνθήκες D Λειτοργίας S e Ι Ι /α Ι Ι /β Β α β 1 α ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 4 2

3 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (ΙΙΙ) Ρεύµα Σλλέκτη Se Se Se e Β e (1 ) αν << ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 5 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (Ι) Β Η ιαγωγιµότητα (1 ) c Άρα για µικρά σήµατα στην είσοδο το J σµπεριφέρεται ως µία γραµµική πηγή ρεύµατος ελεγχόµενη από τάση. Όπο η καλείται διαγωγιµότητα και ορίζεται ως: ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 6 3

4 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής ()( Ασθενές Σήµα Γραµµική Λειτοργία Το κύκλωµα στην έξοδο σµπεριφέρεται ως: Πηγή Ρεύµατος Ελεγχόµενη από Τάση µε Άπειρη Αντίσταση Εξόδο Q Κλίση c t Β t ΒΕ και << ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 7 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (Ι)( Το Ρεύµα Βάσης Αντίσταση Εισόδο β β 1 β Β Άρα: b 1 β b β ή Ηαντίσταση εισόδο είναι: r π b β ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 8 4

5 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (ΙΙ)( Το Μοντέλο Υβριδικούπ Ασθενούς Σήµατος b c b c β b Μοντέλο Ενισχτή ιαγωγιµότητας e β β b b c β b e Μοντέλο Ενισχτή Ρεύµατος r π β ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 9 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (ΙΙΙ)( Το Ρεύµα Εκποµπού α α 1 α Β Άρα: e Αντίσταση εκποµπού: 1 α Ε Ε e re α e ή α 1 ( β 1)r e ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 10 5

6 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (ΙΧ) Το Κέρδος Τάσης ( c ) ( ) c c c c Β Κέρδος Τάσης A c 0 ιαφορά φάσης 180 ο ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 11 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (Χ) Επίδραση Φαινοµένο arly b c Μοντέλο Ενισχτή ιαγωγιµότητας e r o ro A Β b β b c Μοντέλο Ενισχτή Ρεύµατος r o e ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 12 6

7 Το Τρανζίστορ ως Ενισχτής (ΧΙ) b c Ανάλση Ασθενούς Σήµατος ή A Ανάλση r o c e b e ce c ce ( // r ) o A ( // ) c 0 ro ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 13 Παράδειγµα 5 (Ι) 10 ΒΒ 100KΩ 3KΩ Να προσδιοριστεί το σηµείο λειτοργίας (, ) και να γίνει ανάλση το ενισχτή ώστε να βρεθεί το κέρδος τάσης. Ισχύει β100 και 25. Β 3 Β Ο (Υποθέστε ότι η είναι µικρό σήµα και ότι η αντίσταση εξόδο r o το τρανζίστορ είναι άπειρη). ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 14 7

8 Παράδειγµα 5 (ΙΙ) 3KΩ Σνθήκες D Λειτοργίας Υποθέτοµε λειτοργία στην ενεργό περιοχή και χρησιµοποιούµε το D µοντέλο κοινού εκποµπού για την εύρεση το σηµείο λειτοργίας. ΒΒ 100KΩ Ι Β Ι Β Ο Β Ι 0.7 Μοντέλο D βι Ι Ι Ο ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 15 Παράδειγµα 5 (ΙΙ) Σνθήκες D Λειτοργίας Υπόθεση λειτοργίας στην ενεργό περιοχή 3KΩ 3KΩ ΒΒ 100KΩ Ι Β Ι Β ΒΒ 100KΩ Ι Β Β 0.7 Ι β Ισοδύναµηαναπαράσταση. Μια δεύτερη εικόνα! ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 16 8

9 Παράδειγµα 5 (Ι) KL στο βρόχο ΒΕ: 0.023A (1) Σνθήκες D Λειτοργίας KL στο βρόχο Ε: O 3.1 > 0.3 (3) β 2.3A (2) Ι Ι βι Σνεπώς, σε σνθήκες ηρεµίας (D) το τρανζίστορ όντως λειτοργεί στην ενεργό περιοχή και οι λύσεις είναι αποδεκτές. Β 0.7 Ι Ο Σηµείο Λειτοργίας: (, )(2.3A, 3.1) ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 17 Παράδειγµα 5 ()( Ανάλση Μικρού Σήµατος 3KΩ Για λειτοργία το τρανζίστορ στην ενεργό περιοχή, πό την παροσία σήµατος, γίνεται χρήση το µοντέλο βριδικούπ ασθενούς σήµατος. ΒΒ 100KΩ b c e o ΒΒ b Μοντέλο µικρού σήµατος e c o ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 18 9

10 Παράδειγµα 5 () Ανάλση Μικρού Σήµατος Υπόθεση λειτοργίας στην ενεργό περιοχή 3KΩ 3KΩ ΒΒ 100KΩ b c e ΒΒ 100KΩ b c e Ισοδύναµηαναπαράσταση. Μια δεύτερη εικόνα! ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 19 Παράδειγµα 5 () KL στο βρόχο ΒΕ r π rπ διαιρέτης τάσης Ητάση εξόδο o δίδεται από τη σχέση: o νόµος Oh στην Το κέρδος τάσης θα είναι: o A 3.04 (6) (5) (4) ΒΒ Ανάλση Μικρού Σήµατος 2.3A 92A / 25 β 100 rπ 1.09KΩ 92 b c e o ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 20 10

11 Παράδειγµα 5 () Υποθέσαµεότι η είναι ένα µικρό σήµα. Τι όµως σηµαίνει ατό για εµάς; Η θεώρηση ατή σηµαίνει ότι για όλες τις τιµές της η σνολική τάση στο σλλέκτη Ο θα πρέπει να είναι >0.7 ώστε η επαφή J να είναι ανάστροφα πολωµένη και το τρανζίστορ να λειτοργεί σνεχώς στην ενεργό περιοχή. Σνεπώς το µέγιστο πλάτος στην έξοδο µπορεί να είναι ίσο µε: Από τη σχέση (6) προκύπτει ότι το µέγιστο πλάτος στην είσοδο είναι: Από το νόµο Oh στο βρόχο ΒΕ (σελ. 20): Από το διαιρέτη τάσης στο βρόχο ΒΕ (σελ. 20): o b O o r rπ r π π 0.008A 8.6 << 25 Φσικά θα ισχύει: c βb 0.8A ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 21 Παράδειγµα 5 (X) Κµατοµορφές Σηµάτων ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 22 11

12 Γραφική Ανάλση (Ι) Β 0 κλίση 1 Β Β Β npn Β 0.7 D ανάλση 0: 0 ΒΕ ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 23 Γραφική Ανάλση (ΙΙ) κλίση 1 Β5 Β4 Β3 npn Q Β2 Β1 Ε Β Β Β Εθεία Φόρτο ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 24 12

13 Γραφική Ανάλση (ΙΙ) Ι) κλίση Q b t 2 κλίση Q 1 Β 2 Β c t ΒΕ 1 Β 1 Ε t t ce t ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 25 Το Τρανζίστορ σαν ίοδος Το τρανζίστορ λειτοργεί στην ενεργό περιοχή καθώς 0. Ι Β npn Ι Ι Νόµος Oh: και 0.7 Ισχύει: Ι βι Β και Ι Ι άρα: 1 ( β 1) 1 β e S ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 26 13

14 Παράδειγµα 6 Ι Q1 npn 10 10KΩ Ι 1 Q2 Ι Β Ι Β Ι 2 Το κύκλωµα το σχήµατος παροσιάζει µια πηγή ρεύµατος (καθρέπτης ρεύµατος). α Q1 και Q2 είναι όµοια. Να βρεθεί το 2 για β100 και β και 1 β 2 β Για β100: 1 β β A Για β200: A ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής 27 14

Σχετικά έγγραφα

Το ιαφορικό Ζεύγος MOS (ΙΙ)

Το ιαφορικό Ζεύγος MOS (ΙΙ) ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ιαφορικός Ενισχτής MO S MOS ιαφορικός Ενισχτής Γ. MOS Τσιατούχας ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ιαφορικός Ενισχτής MOS Το ιαφορικό Ζεύγος MOS (Ι) G Φόρτος Q ()