Bipolarni transistor se sestoji iz treh polprevodniških slojev različne prevodnosti. Glede na njihovo zaporedje ločimo NPN in PNP tranzistorje.

Transcript

1 polarn ranzsor polarn ranssor se sesoj z reh polprevodnškh slojev razlčne prevodnos. Glede na njhovo zaporedje ločmo NPN n PNP ranzsorje. Slka: Zgradba n smbol NPN n PNP ranzsorja NPN ranzsor je orej sesavljen z dveh slojev polprevodnka pa-n (emor n kolekor), medem ko je srednj sloj (baza) z polprevodnka pa-p. E Slka: Poenosavljen prkaz NPN ranzsorja Čeprav je poenosavljen prkaz NPN ranzsorja zavajajoč, saj na prv pogled med prkljčkoma n E ne more nkol eč ok (ena zmed dod je vedno reverzno polarzrana), vdmo, da mora b poencal baze (krmlnega prkljčka) všj od emorskega, če želmo krml ranzsor. Za pravlno razmevanje ranzsorskega efeka s zamslmo, da med kolekor n bazo prkljčmo enosmerno napeos s pozvno polareo na kolekorj. Emor ranzsorja osane neprkljčen. Skoz reverzno polarzran spoj - eče zanemarljvo majhen ok manjšnjskh noslcev elekrne (preosal ok O ), k spejo pre šrok zaporn sloj na spoj -. gener.para vrzel-elekron 0 Slka: manjšnjsk noslc Tranzsor_bpolar_ doc

2 Če na bazn prkljček prkljčmo pozvn pol enosmerne napeos E, seče bazn ok, k je posledca dveh delnh okov skoz prevodno polarzran spoj E. Negavn elekrčn poencal na emorj»prsl«elekrone (elekron so ncran), da predejo preko zapornega sloja v bazo ( N ), kjer se rekombnrajo z vrzelm. Enako se prpe del vrzel ( P ), k so ncrane v področje emorja, kjer se rekombnrajo z elekron. Ker pa velja, da je področje emorja močneje doprano od baze (n N >>n P ), velja d N >> P. rekombnacja velk prok elekronov (manjšnjsk naboj v področj ) Slka Pr ranzsorskem efek ma odločjočo vlogo majhna debelna baznega sloja. Zao ncrna elekron z emorja zlahka dosežejo rob zapornega sloja na spoj. Če sedaj omenjen spoj polazramo enako ko smo o sorl v prvem korak (pozvn pol na kolekorj), poem bo prvlačna sla povzročena z vsokm pozvnm poencalom na kolekorj»posrkala«elekrone z baznega področja pro kolekorj še predno b se spel v baznem sloj zdrž (rekombnra) z vrzelm. ok rekomb. mrovn ok 0 glavn ok ok rekombnacj Slka Slka: Shemačn prkaz ranzsorskega efeka V povprečj prede z emorja k kolekorj več ko 99 % vseh elekronov, medem ko se le % elekronov rekombnra z vrzelm v baz. To hkra pomen, da je kolekorsk Tranzsor_bpolar_ doc

3 ok 99-kra večj od baznega. Na akšen načn dosežemo, da z relavno majhnm baznm okom krmlmo (ravnavamo velkos) mnogo večj ok skoz kolekor. Slka: Označevanje napeos n okov pr NPN n PNP ranzsorj Slka: Značlna ohšja ranzsorjev polarn ranzsor je okovno krmljen elemen, kar pomen, da je kolekorsk ok proporconalen baznem ok neodvsno od E. Da seče skoz ranzsor kolekorsk ok, mora b spoj baza-emor prevodno polarzran er spoj baza-kolekor zaporno. Slka: Polarzacja spoja baza-emor er baza-kolekor Tranzsor_bpolar_ doc 3

4 Osnovne vezalne sheme (orenacje) ranzsorja Vsako elekronsko krmlno vezje al elemen sesoj z krmlnega (vhodnega) okokroga n krmljenega (zhodnega) okokroga. Ker ma ranzsor r prkljčne sponke, ga je možno veza v reh razlčnh orenacjah pomenovanh po oznak prkljčka, k je skpen vhodnem n zhodnem okokrog. Orenacja s skpno bazo Orenacja s skpnm emorjem Orenacja s skpnm kolekorjem Slka: Osnovne r vezave ranzsorja glede na skpno prkljčno sponko Tranzsor_bpolar_ doc 4

5 Karakerske bpolarnega ranzsorja v orenacj s skpnm emorjem Vhodna karakerska Vhodna karakerska podaja razmerje med krmlno napeosjo E n krmlnm okom pr konsann napeos E. Pomermo jo ko kaže slka. Slka: Vezje za merjenje vhodne karakerske Slka: Vhodna karakerska bpolarnega ranzsorja Vhodna karakerska je neodvsna od E. Nasprono je dnamčna vhodna pornos d E re () d E kons močno odvsna od zbrane mrovne očke v kaer jo določmo. Vhodna karakerska ranzsorja je zelo podobna karakersk PN spoja (dode). zhodna karakerska zhodna karakerska podaja poek zhodnega oka v odvsnos od napeos E pr konsannem baznem ok. Ker je kolekorsk ok zrazo odvsen od velkos baznega oka je v navad, da podamo držno krvlj, k podajajo odvsnos pr razlčnh vrednosh oka. V polj zhodnh karakersk so razločna r področja: Akvno področje; Področje nasčenja; Zaporno področje; Tranzsor_bpolar_ doc 5

6 Slka: zhodna karakerska ( f ( E ); parameer) NPN ranzsorja v orenacj s skpnm emorjem Dnamčno zhodno pornos r E d E () d kons azberemo drekno z zhodne karakerske pr določenem baznem ok. Vrednos kolekorskega oka pr 0 menjemo mrovn-preosal ok kolekorja EO (angl.-leakage crren). Njegova vrednos znaša nekaj 0 µa, vendar pa je zanj značlna velka emperarna odvsnos. področje nasčenja ( 0) ) področje nasčenja ) področje mrovnh okov (zaporno področje) 3) akvno področje 4) nedovoljeno podr. (prekoračev dovolj.moč) 5) področje preboja (prekoračev dovolj.napeos) 6) prekoračev maksmalnega oka 7) področje karakersk, k ga n možno doseč Slka: Mejne vrednos n delovno področje bpolarnega ranzsorja Krmlna karakerska Krmlna karakerska podaja poek kolekorskega oka v odvsnos od baznega oka f( ) al bazne napeos f( E ), pr konsann napeos E. Poek krmlne karakerske lahko določmo posredno z zhodne karakerske. Tranzsor_bpolar_ doc 6

7 azmerje enosmernh okov Slka: Krmlna karakerska f( ) () menjemo enosmerno okovno ojačenje, k se razlkje od zmenčnega ojačenja, določenega pr vzbjanj (krmljenj) ranzsorja z zmenčnm sgnalom majhne amplde d β. () d E kons Krmlno karakersko f( E ) kaže spodnja slka, z kaere je razvdna velka podobnos s sačno karakersko PN spoja. Srmna karakerske d S () d E E kons podaja kolkšna je sprememba kolekorskega oka pr končn sprememb napeos E. Slka: Krmlna karakerska f( E ) Ker se srmna S močno spremnja glede na delovno očko, porabljamo v praks pr račnanj vezj z bpolarnm ranzsorj raje okovno ojačenje β. Tranzsorsk model Tranzsor_bpolar_ doc 7

8 Pr reševanj nalog s ranzsorj s pomagamo d s poenosavljenm model ranzsorjev, k so zlas prmern za analzo enosmernh razmer (..large sgnal model). Najbolj poznan je Ebers-Moll-ov model ranzsorja. Slka: Ebers-Moll-ov model NPN ranzsorja Model PNP ranzsorja je enak le da so srezno obrnjene oznake okov n napeos. Medem ko enosmerne,.j. sačne razmere v ranzsorskh vezjh analzramo s pomočjo močno poenosavljenh modelov, s ako obsežnh poenosavev pr analz ranzsorja pr majhn sprememb krmlne napeos ne smemo prvošč. T porabljamo nadomesna vezja (čeveropol), s kaerm ponazormo razmere pr vzbjanj ranzsorja z zmenčnm sgnalom majhne amplde (angl.- small sgnal model). Slka: Small sgnal model Nadomesno vezje vsebje vhodno n zhodno dnamčno pornos, k sa jma dodana dva okovna vra, s kaerma ponazormo vplv med vhodnm n zhodnm okokrogom. Ker je povran vplv S r E zelo majhen, ga lahko v večn prmerov zanemarmo. Če nadalje zanemarmo še vplv dnamčnh pornos dobmo poenosavljen model ransadmančnega ojačevalnka. Slka: Transadmančn ojačevalnk Tranzsor_bpolar_ doc 8

9 Za nmerčno reševanje okovno napeosnh razmer v čeveropolnh shemah, zapšemo razmere v oblk mark. Glede na zbrane vhodno-zhodne velčne ločmo: mpedančno marko (Z) z z z z, admančno marko (Y) y y y y, hbrdno marko (H) h h h h, (A) a a a a. Tranzsor_bpolar_ doc 9

10 Tranzsor ko ojačevalnk lj ojačevalnega vezja je ojač majhne spremembe krmlne (d E ) napeos v relavno večje. Ker pr em dejansko zkorščamo velko okovno ojačenje (ozroma β) moramo spremembo kolekorskega oka prevor v srezn napeosn sgnal. V a namen v kolekorsk okokrog vežemo por. E E Slka: Ojačevalnk v orenacj s skpnm emorjem Napeosn vr E zagoavlja v krmlnem okokrog prednapeos (angl: - bas), s kaero posavmo mrovno delovno očko (d E 0) v lnearno področje krmlne karakerske (slka ). Slka: Grafčna določev mrovne delovne očke Tranzsor_bpolar_ doc 0

11 Slka: Grafčn prkaz ojačenja d E v d E Posopek ojačenja spremembe krmlne napeos je prkazan s pomočjo vhodne, krmlne n zhodne karakerske ranzsorja. V krmln karakersk sa prkazan dve krvlj. Sačna krmlna karakerska velja pr konsann napeos E 9 V. Vendar pa le-a n konsanna, saj z naraščajočm kolekorskm okom napeos E pada. To vod k krvljen, dnamčn krmln karakersk. Pr majhnh vrednosh krmlnega oka (do 50 µa) se poeka dnamčne n sačne krmlne karakerske le malo razlkjea. azlka posaja em opaznejša čm bolj se prblžjemo nasčenj kolekorskega oka. Če prekoračmo bazn ok 0 µa, ma slednj zanemarljv vplv na povečevanje kolekorskega oka; dnamčna krmlna karakerska je zao od dalje položna. Prmer: zračnaje napeosno ojačenje enosavnega ranzsorskega ojačevalnka. Pr bazn prednapeos E 0,67 V znaša dnamčna vhodna pornos r E 670 Ω. Tokovno ojačenje ranzsorja je β 350. pornos kolekorskega pora je 40 Ω. Tranzsor_bpolar_ doc

12 popačenje zarad nelnearnos zhodne karakerske omejev zarad nasčenja Popačenje zarad nelnearnos vhodne karakerske nepopačen sgnal omejev zarad zapore ranzsorja Slka: Popačenje zhodne napeos Temperarna odvsnos ranzsorskh lasnos Tranzsor je akven elemen kaerega lasnos zkazjejo emperarno odvsnos. To zlas velja za: mrovn ok ranzsorja, efek je s ko pr reverzno polarzran dod, kjer skoznjo eče preosal ok, k ga pr ranzsorj menjemo mrovn ok. Najpomembnejš je mrovn ok kolekorja EO, na kaerega ma domnann vplv preosal ok PN spoja med kolekorjem n bazo O EO ( ) O β, β. saj v splošnem velja ( β ) O okovno ojačenje, preosal ok skoz PN spoj kolekor-baza je d povod zvševanja kolekorskega oka pr konsannem baznem ok, ozroma posredno zvševanj okovnega ojačenja. Tranzsor_bpolar_ doc

13 Slka: Temperarna odvsnos okovnega ojačenja napeos kolena E, ma negavn emperarn koefcen, kar pomen, da pr všj emperar zadošča manjša bazna napeos, da skoz PN spoj seče s ok. Pr poras emperare se vhodna karakerska ranzsorja orej pomakne v levo. Slka: Negavn emperarn koefcen vhodne karakerske Temperarna odvsnos ranzsorjevh lasnos se manfesra v nesabln mrovn delovn očk, kar vod k omejevanj krmlnega območja. Posavev n sablzacja mrovne delovne očke Ko smo spoznal že pr analz ranzsorjeve krmlne karakerske, so dnamčne lasnos (npr. β, dnamčne pornos) močno odvsne od enosmernh prednapeos, k določajo.. mrovno delovno očko. Njena zbra je v ojačevalnh vezjh pogojena z robnm pogoj, ko so maksmalno zkrmljenje, maksmalno ojačenje, mnmalno popačenje, mpedančna prlagodev, d. poraba znanjh enosmernh vrov napeos za dosego srezne prednapeos ehnčno n pravčjva, marveč se v a namen porab napajaln vr na kaerega je prkljčen kolekorsk okokrog. Dva, manj prporočljva načna kako o sormo, kaže spodnja slka. Tranzsor_bpolar_ doc 3

14 Slka: V prvem prmer je mrovna delovna očka določena z defnranjem srezne napeos E, kar sormo z porovnm dellnkom. pornos spodnjega pora mora b zbrana ako, da je ok skozenj 0-kra večj od, s čmer dosežemo neodvsnos med E n ko d neodvsnos oka skoz por pr spremenjenh karakerskah ranzsorja zarad porasa emperare. V drgem prmer pa je mrovna delovna očka defnrana z mrovno vrednosjo baznega oka, k eče skoz bazn por. Glede na povedano sa obe rešv za določev mrovne delovne očke neprmern, saj sa emperarno nesabln, ker ne korgraa mrovne očke glede na spremenjene lasnos povzročene s porasom emperare. Sablzacja mrovne delovne očke s pomočjo okovnega prospoja Nasavev sablne mrovne delovne očke slon na povranem vplv (enosmernega) kolekorskega oka na bazno prednapeos. To dosežemo z porom E, k je vezan zaporedno z emorjem ranzsorja, ko je razvdno z slke. E E Slka: Enosmerne okovno napeosne razmere v baznem okokrog so defnrane ako z porovnm dellnkom ko d s padcem napeos E E. Predposavmo, da se napeos E poveča za d E, edaj se bo povečal d kolekorsk ok, ozroma posredno d ok E. Zvečanje padca napeos delje naspro povečan napeos E s čmer se zmanjša njen vplv. Sočasno se zmanjša d okovno ojačenje. Na opsan načn elmnramo vplv emperarnh sprememb vhodne karakerske (d E ) n okovnega ojačenja na posavev mrovne delovne očke. Tokovno napeosne razmere v vezj podamo s sledečm enačbam: Tranzsor_bpolar_ doc 4

15 E E E E E E E E Nadomesna elemena baznega okokroga znašaa po Thevennovem eorem: 0 T T z zgornjh enečb zrazmo kolekorsk ok ( ) O 0 ) ( 0 E E T T Od dobmo: E T E T E T ) ( ) ( ) ( ) ( 0 0 Če predposavmo, dobmo E T E T E T 0 0 ) (. Zgornj zraz podaja odvsnos kolekorskega oka od vseh reg glavnh vzrokov emperarne odvsnos. Njhov posamezen vplv zračnamo s parcalnm odvajanjem zraza. x x E E x E f δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ ),,,, ( S em dobmo ako menovane fakorje sablnos obraovalne očke (neodvsnos oka ). Fakor sablnos dobmo z: S δ δ ) ( f 0 ) ( E T E T Če predposavmo T << E, dobmo E E T S ) ( 0 0. Sablzacja mrovne delovne očke s pomočjo napeosne povrane vez Tranzsor_bpolar_ doc 5

16 Mrovno delovno očko lahko sablzramo d s pomočjo negavnega povranega vplva napeos E na velkos bazne prednapeos. Slka: Sablzacja mrovne delovne očke z negavno povrano vezjo Če se kolekorsk ok zarad emperare poveča, se posledčno poveča d padec napeos, zarad česar se elekrčn poencal na kolekorj znža. Preko pora se zao zmanjša d enosmerna prednapeos E, s čmer se kompenzra povečanje kolekorskega oka. Zgornje vezje popšemo z dvema ravnoežnma enačbama: E E Od s pomočjo enačb: zrazmo kolekorsk ok Če predposavmo, dobmo Fakor sablnos S 0 E E E ( ) O 0 ( ) 0 ( ) E ( E ) ( ) ( ) 0 E ( ) 0 dobmo z: ( 0) 0 δ0. δ ( ) f ozroma 0 Če predposavmo <<, dobmo S ( ). 0 0 Tranzsor_bpolar_ doc 6

17 Tranzsor ko skalo Ko ranzsor porabmo ko polprevodnško skalo lahko, za razlko od porabe v ojačevalnem vezj, delje le v dveh saconarnh področjh.j. zapornem n področj nasčenja. Slka: Prmerjava obraovalnh razmer ranzsorja: a) ko ojačevalnk; b) ko skalo Slka: Dovoljen leg mrovnh delovnh očk, ko ranzsor obraje ko skalo Tranzsor se v akvnem področj sme zadrževa le kraek čas, scer na ranzsorj nasop velka zgbna moč (dspacje). Preko akvnega področja se sme delovna očka gba zgolj med prehodnm pojav (vklop/zklop), zarad česar na ranzsorj nasanejo.. preklopne zgbe ( E () ()). Preklopne zgbe so ponavad mnogo večje od zgb med prevajanjem n blokranjem ranzsorja (ko se delovna očka ranzsorja nahaja v en zmed dovoljenh mrovnh leg). Pr krmljenj ranzsorja med prevodnm n zapornm sanjem razlkjemo med šrm načn zkrmljenja skala v zapornem področj. Tranzsor_bpolar_ doc 7

18 A: zapora z neg.krmlno napeosjo : zapora z 0 : zapora z E 0 D: zapora z vezanm med n GND E: prevajanje ranzsorja (nasčenje) Slka: Načn zkrmljenja skala v zapornem področj Prmer zkrmljenja od A do D (slka _) se razlkjejo v velkos mrovnh okov, k ečejo skoz breme. Med njm je največj mrovn ok E0, k eče pr pogoj 0. Sled m E, ES n ko najmanjš 0, k nasop pr E 0 (nasop pr negavn bazn napeos). S E Slka: azlke v velkos mrovnh okov v zapornem področj (n v merl) Da ranzsor vklopmo (pomaknemo delovno očko pro področj nasčenja), m na bazo prkljčmo pozvno napeos, k v krmlnem okokrog požene ok E. Le-a mora b srezno velk, da v kolekorskem okokrog napeos E β E ( E ) pade na vrednos, k označje mejno področje med akvnm področjem n nasčenjem 0. E E Nadaljnje zvševanje baznega oka n smselno, saj je padec napeos na spoj -E dosegel vrednos nasčenja E,sa. Tej vrednos sreza ok nasčenja kolekorja Tranzsor_bpolar_ doc 8

19 S E E, k ga dosežemo pr sreznem baznem ok S S. β Kljb em s v praks ne moremo prvošč, da b ranzsor krmll z zračnano vrednosjo baznega oka, saj so odsopanja okovnega ojačenja β n osalh vplvnh velčn prevelka. Dejansk bazn ok je zao vedno večj od zračnane vrednos S. Govormo o prekrmljenj ranzsorja (ranzsor se nahaja v globokem nasčenj; E > E ), k je podano z γ. Prekrmljenje ranzsorja se med drgm odraža: v povečanj saconarnh zgb, kar je še posebno zrazo pr močnosnh, jakoočnh ranzsorjh z majhnm okovnm ojačenjem, pr kaerh posajajo zgbe v krmlnem okokrog prmerjve s sm v kolekorskem. Tej pomanjkljvos se zognemo z porabo.. Darlngon vezave ranzsorjev. S T E T Slka: Darlngon vezava ranzsorjev E ( ) β β β Če zrazmo skpno okovno ojačenje, dobmo β ( ) β, n od dalje β β ββ ββ. E Poleg občnega povečanja skpnega okovnega ojačenja, se z Darlngon vezavo zmanjša d porebna krmlna moč, kar poenosav zgradnjo baznega krmlja. Tranzsor_bpolar_ doc 9

20 Dnamčne (preklopne) lasnos ranzsorja Na preklopne lasnos ranzsorja majo največj vplv medelekrodne kapacvnos er nakopčen naboj (predvsem) manjšnjskh noslcev v posameznem del (področje emorja, baze er kolekorja n njhovh zapornh slojev) ranzsorja. Vklop ranzsorja Skočna sprememba krmlne napeos ne povzroč rennega prehoda ranzsorja z zapornega v prevodno obraovalno sanje. Zakasnev d n čas porasa r s razložmo s pomočjo nadomesne sheme na slk _b. Slka: Medelekrodn kapacvnos E n ne predsavljaa nč drgega ko kapacvnos prpadajočh zapornh slojev. Medelekrodna kapacvnos E je nekajkra večja od, kar je neposredna posledca manjše debelne zapornega sloja E (zarad močnejšega dopranja emorja n ker velja ). Pr analz prehodnega pojava v baznem okokrog lahko zao posledčno zanemarmo vplv n. Z poševanjem E (0), E ( ) er E ( d ) 0 zrazmo E d ln E. z zraza vdmo, da je prv delež zakasnvenega časa posledca obvezne prepolarzacje kapacvnos E z negavne napeos do vrednos 0. Preosal delež zakasnvega časa, k sreza povečanj kolekorskega oka z vrednos 0 do 0%, je posledca končne hros razšrjanja (gbanja) manjšnjskh noslcev naboja skoz bazno področje od emorja h kolekorj. n Slka: Prosorska razporedev manjšnjskh noslcev naboja preko preseka baze v odvsnos od časa med časom zakasnve Tranzsor_bpolar_ doc 0

21 Ob predposavljenem eksponencalnem povečanj kolekorskega oka znaša čas d brez podrobnejše zpeljave γ d (τ ) ln, γ 0, pr čemer sa γ...fakor prekrmljenja n τ E Po preek zakasnlnega časa se delovna očka (gledano s salšča zhodne karakerske ranzsorja) nekolko oddaljla od zapornega področja n se nahaja v prevodnem področj. Napeos na ranzsorj se je zanemarljvo malo zmanjšala. azn ok pravako n dosegel saljene vrednos; le a še naprej narašča. Z nadaljnjm znževanjem napeos na kolekorj se zmanjšje d napeos. Ko slednja doseže vrednos nč, d n več razpoložljvega elekrčnega polja (sle), k b pospeševala manjšnjske noslce z baze v kolekor. n Slka: Prosorska razporedev manjšnjskh noslcev naboja preko preseka baze v odvsnos od časa po končanem prekrmljenj baze Posledca ega je, da se v področj baze na sran kolekorja začne pojavlja presežek manjšnjskh noslcev naboja (slka _), k se enakomerno porazdel preko celone baze. Omenjenjen naboj Q S menjemo naboj akmlacje (angl. sorage charge). Čas poras r, ob predposavljenem eksponencalnem poras oka od 0% do 90% saljene vrednos, znaša γ 0, r τ ln. γ 0,9 Skpn čas vklopa ON znaša, ON d r čgar znos je močno odvsen od fakorja baznega prekrmljenja. Tranzsor_bpolar_ doc

22 zklop ranzsorja Skočna sprememba krmlne napeos s pozvne na negavno vrednos ne povzroč rennega prehoda ranzsorja z prevodnega obraovalnega sanja v zaporno. Čas sprosve s zarad nakopčenega naboja Q S n čas pada f s razložmo s pomočjo nadomesne sheme na slk _. Slka: V renk, ko krmlna napeos spremen polareo, prčne bazn ok eč v naspron smer. azlog em je nakopčen presežek manjšnjskh noslcev naboja v baznem področj, k se lahko»spraznjo«le preko baznega prkljčka. V časovnem nerval s se vrednos kolekorskega oka zanemarljvo zmanjša (n prkazano na slk _). Šele nao se zmanjša osnovn bazn naboj Q n posledčno kolekorsk ok z vrednos 90% na 0% saljene vrednos. Oba preklopna časa podajaa enačb a γ a 0, s τs ln τe ln a 0, a 0,9 n a 0,9 f τe ln, a 0, kjer je a M...fakor negavnega zkrmljenja. 0 Tranzsor_bpolar_ doc

23 γ 5 γ Slka: Orenacjsk prkaz odvsnos preklopnh časov od fakorja baznega prekrmljenja γ n fakorja baznega negavnega zkrmljenja a z opsa saconarnh n dnamčnh lasnos ranzsorja je razvdno, da je bazno prekrmljenje po en sran dobrodošlo, saj zmanjšje padec napeos na prevodnem ranzsorj, medem ko se vs preklopn čas s prekrmljenjem povečajo. V praks se zao poslžjemo porabe dnamčnega prekrmljenja, k občno poveča krmln-bazn ok le za kraek čas ob začek preklopnega manevra (vklop/zklop). S Slka: dealn poek baznega krmlnega plza n vezje, k nam o omogoča Z začenm zrazm prekrmljenjem občno pospešmo vklop ranzsorja, nakar naj bo bazn ok le olšen, da zagoavlja zanesljvo obraovanje v področj nasčenja (blz mej nasčenja). zklop ranzsorja pospešmo podobno z negavnm okovnm plzom. D D T Slka: azno krmlje z možnosjo začenega prekrmljenja n negavnega okovnega plza Tranzsor_bpolar_ doc 3

24 D T T D Slka: zpopolnjena zvedba baznega krmlja Ker se lasnos ranzsorja spremnjajo s emperaro, se pr konsann ampld krmlne napeos lahko nenzea nasčenja spremnja. Da delovna očka ne b zašla prerano v nasčenje, se poslžjemo.. desaracjskega vezja. Slka: Desaracjsko vezje (angl. aker clamp) Namen vezja je omej akmlran naboj Q S zarad preranega prekrmljenja. Doda D povzroč, da moramo krmlno napeos poveča za napeos kolena T0. Ko napeos E pade pod napeos E T0, posane doda D 3 prevodno polarzrana (začne prevaja ok). Krmln ok se zao del med dod D n D 3. Ob nadaljnjem zvševanj krmlne napeos se napeos E še nadalje zmanjša, zarad česar se ok skoz dodo D 3 poveča. Na a načn se prepreč prekomeren poras oka ozroma prekomerno prekrmljenje ranzsorja. Tranzsor_bpolar_ doc 4

25 Doda D zagoov po negavnem baznem ok v čas zklopa ranzsorja. zgbe ranzsorja zgbe ranzsorja delmo na zgbe, k nasanejo v saconarnh obraovalnh sanjh, er na preklopne zgbe, k so rezla prehodnh pojavov v močnosnem - kolekorskem okokrog ranzsorja. Krmlne zgbe, k nasanejo v baznem okokrog pogoso zanemarmo. vklop zklop DT S O d r s f E E,sa Slka: azmerje med saconarnm n preklopnm zgbam razkrva naslednj ševlčn prmer. Tranzsor_bpolar_ doc 5

26 Prmer:zračnaje zgbno moč na ranzsorj. Trenn poek napeos E n kaže spodnja slka. Podak: 50 V, E, sa V, 8 A, S 00 A, O 3 ma µs, 3 µs, 0,5 µs, 5 µs r f f 0 khz, D 50 % s Glede na podan osclogram določmo še:...čas vklopa, ON OFF d s r...čas zklopa, f d s T 00 µs...peroda, f s Od zrazmo:...čas prevajanja, N O D T 50 µs 48,5 µs...čas blokranja (neprevajanja), d r ( D ) T 50 µs 4 µs s f N O N O. časovn nerval od 0 do d ( ) E O ( ) p ( ) d d Pd p T 0 O d ( ) d 0,75 W O d f s 3,75 mw. časovn nerval od 0 do r (ker je zhodšče opazovanja posavljeno na konec nervala d ) ( ) E S r ( ), O zanemarmo ( ) E, sa r r Pr p T 0 r ( ) d S p ( ) r r f s S r E, sa ( ) 3 E, sa V em časovnem nerval znaša maksmalna renna moč, k nasop v renk r max 0,504 µs, kar ( ) E, sa p r, max ( max ) 6300,4 W. r 4,33 W Tranzsor_bpolar_ doc 6

27 3. časovn nerval od 0 do N ( ) E S ( ) E, sa P N p N ( ) N p T 0 N S ( ) d E, sa S 0, W E, sa N f s W 4. časovn nerval od 0 do S ( ) E S ( ) E, sa P s p ( ) s s p T 0 s S ( ) d E, sa S W E, sa s f s 0 W 5. časovn nerval od 0 do f ( ) E S ( ) f f,, EO E, sa zanemarmo zanemarmo f Pf p f T 0 ( ) d S 6 f p f f ( ) s 5 W f S f V em časovnem nerval znaša maksmalna renna moč, k nasop v renk f max, kar p f ) 650W., max ( max 6. časovn nerval od 0 do O ( ) E O ( ) p O ( ) O PO p T 0 O O ( ) d 0,75 W O O f s 35 mw elone zgbe na ranzsorj ako znašajo P P P P P P P 74,65 W. T d r N s f O Tranzsor_bpolar_ doc 7

28 Tranzsorsko skalo pr ohmskem, ndkvnem n kapacvnem bremen Ohmsko breme Slka: Tokovno-napeosne razmere pr vklop n zklop ohmskega bremena Delovne očke (A, ozroma n D), j. presečšča zhodne karakerske ranzsorja n porovne premce bremena, ležjo v dovoljenem področj. Prehod z delovne očke A v er obrano z v D mora b em hrejš. Med prehodnm pojavom lahko renna delovna očka (P > P o ) krakorajno preseže območje maksmalne dopsne dspacje (podana je za konsanne enosmerne razmere!). Slednje je dopsno le pr nzkh skalnh frekvencah, medem ko moramo pr všjh paz, da zarad povečanh preklopnh zgb ne presežemo celonh P o. Ohmsko-ndkvno breme Pr vklop ranzsorja napeos E pade v renk (končne preklopne čase ranzsorja zanemarmo) na napeos nasčenja, ok skozenj pa posopoma rase do vrednos S E, sa (prehod A ). Pr zklop ranzsorja brez zaščnh krepov (vezje A) povzroč ndkvnos velko pronapeos zarad česar lahko napeos E preseže prebojno napeos ( D). Kolekorsk ok pr em le počas pada (D D) kljb em, da je krmlna napeos nč. Šele ko kolekorsk ok pade na vrednos nč, se napeos E zmanjša na vrednos napajalne napeos S (D E). Pr prekoračv prebojne napeos groz ranzsorj ermčno nčenje zarad.. sekndarnega preboja. Tranzsor zao pred vsoko ndcrano napeosjo ščmo z raznm zaščnm krep. Najenosavneje dosežemo zaščo s prosoečno dodo, k je vezana vzporedno z bremenom (vezje ). Z njo omejmo ndcrano pronapeos na vrednos kolenske napeos dode (cca. 0,7 V) zarad česar se zklopn pojav podaljša d L (nakopčena magnena energja dšlke se sprošča počasneje ). d L Manjše podaljšanje zklopa ob zadosn omejv napeos E dosežemo, če zaporedno z dodo vežemo Zener dodo (vezje ). Tranzsor_bpolar_ doc 8

29 Slka: Tokovno-napeosne razmere pr vklop n zklop ohmsko-ndkvnega bremena (vezje A) Slka: Tokovno-napeosne razmere pr vklop n zklop ohmsko-ndkvnega bremena (vezje ) Slka: Tokovno-napeosne razmere pr vklop n zklop ohmsko-ndkvnega bremena (vezje ) Tranzsor_bpolar_ doc 9

30 Ohmsko-kapacvno breme Kapacvno breme predsavlja pr vklop ranzsorja (vezje A) kraek sk zarad česar kolekorsk ok narase (A ) preko vrednos, k je določena z baznm okom. Napeos E pr em le počas pada n scer v sem merl ko se poln bremenska kapacvnos ( ). Šele ko napeos E pade na vrednos nasčenja E,sa, se kolekorsk ok sal na končn vrednos pogojen z baznm okom ( ). Pr zklop ranzsorja kolekorsk ok pade akoj na vrednos nč, medem ko se napeos E le posopoma zvšje ( D E). Td v em prmer je ranzsor ermčno ogrožen n scer em močneje čm dlje n čm globlje se zadržje v področj. Slka: Tokovno-napeosne razmere pr vklop n zklop ohmsko-kapacvnega bremena (vezje A) Slka: Tokovno-napeosne razmere pr vklop n zklop ohmsko-kapacvnega bremena (vezje ) Tranzsor_bpolar_ doc 30

31 Velk vklopn ok v vezj A omejmo, če kondenzaorj zaporedno vežemo por z pornosjo S (vezje ). Pr vklop ranzsorja le-a akoj prede v področje nasčenja (A 3). Napeos E zao zavzame svojo končno vrednos E,sa. Z srezno zbro pornos S zagoovmo, da kolekorsk ok ne preseže maksmalne vrednos,max,.j. da delovna očka osane znoraj dopsnega področja. Kolekorsk ok nao akoj pade s časovno konsano S na svojo saljeno vrednos (3 ). Vplv pora S na zklopn prehodn pojav je zanemarljv ( D E). Tranzsor ko osnovn gradnk dgalnh preklopnh vezj nverer NO (TL essor-transsor-logc) NO (DTL Dod-Transsor-Logc) Tranzsor_bpolar_ doc 3

32 NAND (DTL Dod-Transsor-Logc) AND (DTL Dod-Transsor-Logc) O (DTL Dod-Transsor-Logc) AND (TTL Transsor-Transsor-Logc) Tranzsor_bpolar_ doc 3

33 sabln mlvbraor (flp-flop) Asabln mlvbraor (generaor pravokonega sgnala) Monosabln mlvbraor (Mono-Flop) (one sho) Tranzsor_bpolar_ doc 33

34 Tranzsor_bpolar_ doc 34