To π-ισοδύναμο μοντέλο του BJT

Transcript

1 Ενισχυτικές Διατάξεις To π-ισοδύναμο μοντέλο του BJT C μ : Χωρητικότητα ανάστροφα πολωμένης επαφής Β-C C π = C BE : Χωρητικότητα ορθά πολωμένης επαφής Β-Ε g m : Διαγωγιμότητα τρανζίστορ r b c : αντίσταση ανάστροφα πολωμένης επαφής Β-C r π : αντίσταση ορθά πολωμένης επαφής B-E r x = r b : αντίσταση περιοχής βάσης r o : αντίσταση εξόδου βαθμίδας Σχ..4 Ηλεκτρονικά ΙΙ, Χαριταντης Γ. H r b c ισούται με άρα λαμβάνει μια πολύ μεγάλη τιμή. Μπορούμε λοιπόν να την αγνοήσουμε και να καταλήξουμε στο ισοδύναμο μοντέλο Σχ..4 Ηλεκτρονικά ΙΙ, Χαριταντης Γ.

2 Ενισχυτικές Διατάξεις Συγκεντρωτικός πίνακας για π-ισοδύναμο C μ : Χωρητικότητα ανάστροφα πολωμένης επαφής Β-C C π = C BE : Χωρητικότητα ορθά πολωμένης επαφής Β-Ε C de : χωρητικότητα διάχυσης σε λειτουργία ασθενούς σήματος C je : Χωρητικότητα ένωσης Β-Ε (~C je ) C je : Χωρητικότητα ένωσης Β-E σε μηδενική τάση c : εσωτερικό δυναμικό ένωσης C-B (τυπικά.75) C μ : Χωρητικότητα ένωσης C-Β σε μηδενική τάση τ f = μέσος χρόνος διέλευσης βάσης (σε ορθή λειτουργία) m : συντελεστής διαβάθμισης ένωσης Ε-Β : Τάση Early T : θερμική τάση (~5m σε θερμοκρασία περιβάλλοντος) g m : Διαγωγιμότητα τρανζίστορ r b c : αντίσταση ανάστροφα πολωμένης επαφής Β-C r π : αντίσταση ορθά πολωμένης επαφής B-E r x = r b : αντίσταση περιοχής βάσης r o : αντίσταση εξόδου βαθμίδας f T : συχνότητα μοναδιαίας ενίσχυσης

3 Ενισχυτικές Διατάξεις 3 Θεώρημα Miller Αν είναι το κέρδος τάσης από τον κόμβο στον κόμβο, τότε η εμπέδηση (πλωτή) μπορεί να μετατραπεί σε δύο εμπεδήσεις (γειωμένες) and ως εξής (ισοδυναμία ρευμάτων) Σχ.3.7 Prof. Liu, UC Berkeley Σχ.3.7 Prof. Liu, UC Berkeley I I

4 Ενισχυτικές Διατάξεις 4 Πολλαπλασιασμός Miller Η εφαρμογή του θεωρήματος Miller μας επιτρέπει να μετατρέψουμε μια πλωτή (floating) χωρητικότητα μεταξύ εισόδου-εξόδου σε δύο γειωμένες χωρητικότητες (μία στην είσοδο και μία στην έξοδο). Η γειωμένη χωρητικότητα εισόδου είναι ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ από την πλωτή χωρητικότητα (φαινόμενο ή πολλαπλασιασμός Miller). k jc j C jc j C Σχ.3.8 Prof. Liu, UC Berkeley

5 Ενισχυτικές Διατάξεις 5 Παράδειγμα Σχ.6.6 Μικροηλεκτρονικά κυκλώματα Sedra/Smith Σχ.6.6 Μικροηλεκτρονικά κυκλώματα Sedra/Smith Σχ.6.6 Μικροηλεκτρονικά κυκλώματα Sedra/Smith

6 Ενισχυτικές Διατάξεις 6 Τροποποιημένο κατά Miller π-ισοδύναμο π-ισοδύναμο μοντέλο Τροποποιημένο κατά Miller π-ισοδύναμο μοντέλο C π : χωρητικότητα ορθά πολωμένης επαφής B-E C μ : χωρητικότητα ανάστροφα πολωμένης επαφής B-C Σχ..6 Ηλεκτρονικά ΙΙ, Χαριταντης Γ. C C C g R ' eq ( m L) g R k ' m L b' e b' e b' e Ck Ceq, out C C k k g R ' m L R R // r ' L L o

7 Ενισχυτικές Διατάξεις 7 Το τρανζίστορ στις υψηλές συχνότητες Η ενίσχυση ρεύματος του τρανζίστορ περιορίζεται στις υψηλές συχνότητες λόγω της δράσης των παρασιτικών χωρητικοτήτων Σχ..6 Ηλεκτρονικά ΙΙ, Χαριταντης Γ.

8 Ενισχυτικές Διατάξεις 8 Το τρανζίστορ στις υψηλές συχνότητες Μέτρο ενίσχυσης ρεύματος (db): Διερεύνηση β(jω) 5 f Τ /. logω. ω β ω Τ

9 Ενισχυτικές Διατάξεις 9 Παράδειγμα Ένα npn τρανζίστορ λειτουργεί σε I c =.5m και CB =. Οι παράμετροι του είναι : β =, =5, τ =3ps, C je =f, C μ =3f, c =.75, m CBJ =.5 και r x =Ω. Σχεδιάστε το πλήρες υβριδικο-π μοντέλο του και καθορίστε τιμές για όλα τα στοιχεία του. Επίσης να βρείτε τη συχνότητα f T