Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ενότητα 4: Διπολικά Τρανζίστορ Δρ. Δημήτριος Γουστουρίδης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε Κάντε κλικ για να ξεκινήσετε

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Βιβλιογραφία Βασική Ηλεκτρονική A.P. Malvino, Εκδόσεις Τζιόλα. Χαριτάντης Γ. Ηλεκτρονικά Ι. Εισαγωγή στα Ηλεκτρονικά. Εκδόσεις Αράκυνθος 2006. Forrest Mims, Getting Started in Electronics, 1983. 4

Περιεχόμενα 4.1 Διπολικά Τρανζίστορ: Συμβολισμός, Λειτουργία, Συνδεσμολογία 5

Προσδοκώμενα Αποτελέσματα Στην ενότητα αυτή θα μάθετε για: Δομή και συμβολισμός των διπολικών τρανζίστορ, Φυσική λειτουργία διπολικού τρανζίστορ, Τα ρεύματα στο τρανζίστορ, Μοντέλο μεγάλο σημάτων (Ebers-Moll), Προσεγγιστική λειτουργία του τρανζίστορ στο συνεχές, Συνδεσμολογίες Τρανζίστορ, Χαρακτηριστικές καμπύλες CE, Φαινόμενο Early, Επίδραση της θερμοκρασίας, Μοντέλο μικρών σημάτων (εισαγωγή). 6

4.1 Διπολικά Τρανζίστορ: Συμβολισμός, Λειτουργία, Συνδεσμολογία 7

Επαφή PN (Υπενθύμιση) Τύπος Ημιαγωγού Φορείς Πλειονότητας Φορείς Μειονότητας Σχέση n n n N D (Δότες) p n n i2 /N D n n >>n p p p p N A (Δέκτες) n p n i2 /N a p p >>p n Στην ανάστροφη πόλωση το V είναι αρνητικό E=q(Vo-V) (+) +++ +++ +++ - - - - - - - - - Eg (-) Ανάστροφη πόλωση (V A <V K ) Το δυναμικό της επαφής επιτρέπει την κίνηση των φορέων μειονότητας, δηλ. την επαφή την διαρρέει ρεύμα λόγω των φορέων μειονότητας (πολύ μικρό) E=q(Vo-V) (-) + + + Στην ορθή πόλωση το V είναι θετικό - - - (+) Ορθή πόλωση (V A >V K ) Το δυναμικό της επαφής επιτρέπει την κίνηση των φορέων πλειονότητας, δηλ. την επαφή την διαρρέει ρεύμα λόγω των φορέων πλειονότητας (μεγάλο) 8

Δομή και Συμβολισμός BJT ++ + ++ + 9

Φυσική Λειτουργία Διπολικού Τρανζίστορ Το τρανζίστορ φαίνεται σαν 2 ανάποδα τοποθετημένες δίοδοι, με κοινή περιοχή p στο npn (n στο pnp). Στην ορθή πόλωση την επαφή Βάσης- Εκπομπού (ΒΕ) την πολώνουμε ορθά και την επαφή Συλλέκτη Βάσης (CB) ανάστροφα. Ένα τρανζίστορ δεν μπορεί να κατασκευαστεί από δύο ανεξάρτητες διόδους γιατί: Η περιοχή της βάσης πρέπει να είναι πολύ στενή. Για την σωστή λειτουργία του πρέπει οι εμπλουτισμοί να είναι n++(e) p(b) n+(c). 10

Φυσική Λειτουργία Διπολικού Τρανζίστορ Τι γίνεται όμως στην ορθά και ανάστροφα πολωμένη επαφή PN? Ορθή πόλωση Ανάστροφη πόλωση 11

Φυσική Λειτουργία Διπολικού Τρανζίστορ 12

Φυσική Λειτουργία Διπολικού Τρανζίστορ Η επαφή Βάσης-Εκπομπού είναι ορθά πολωμένη, οπότε: ηλεκτρόνια (φορείς πλειονότητας στον Εκπομπό) εκχέονται στην Βάση (φορείς μειονότητας στην Βάση) και οπές (φορείς πλειονότητας στην Βάση) εκχέονται στον εκπομπό (φορείς μειονότητας στον Εκπομπό). Τα ηλεκτρόνια που εκχέονται στην Βάση (φορείς μειονότητας εκεί) από τον Εκπομπό δεν προλαβαίνουν να επανασυνδεθούν στην περιοχή της Βάσης, λόγο: α) του χαμηλού εμπλουτισμού της και κυρίως β) λόγω του μικρού εύρους της Έχουμε δει ότι στην ανάστροφα πολωμένη δίοδο οι φορείς μειονότητας σαρώνονται από την ανάστροφη τάση πόλωσης (ανάστροφο ρεύμα κορεσμού), ΣΥΝΕΠΩΣ θα σαρωθούν από το δυναμικό Συλλέκτη-Βάσης V CB. Οι οπές που εκχέονται από την βάση στον εκπομπό δεν συνεισφέρουν στην λειτουργία του τρανζίστορ αλλά είναι μικρό το ρεύμα τους λόγω του ότι n E ++>>p B. Επίσης υπάρχει ένα μικρό ρεύμα λόγω της επανασύνδεσης κάποιων ηλεκτρονίων από τον Εκπομπό στην περιοχή της Βάσης. Το I C είναι το ρεύμα των ηλεκτρονίων που εκχέονται από τον Eκπομπό και σαρώνονται από τον Συλλέκτη και είναι ελάχιστα μικρότερο του Ι Ε, I C I E 13

Φυσική Λειτουργία Διπολικού Τρανζίστορ (-) (+) (-) (+) Το ρεύμα της ορθά πολωμένης επαφής ΒΕ, το οποίο κυρίως από ηλεκτρόνια (n E >>p B ), εκχέονται στην περιοχή της βάσης χωρίς να προλάβουν να επανασυνδεθούν (εύρος βάσης μικρό & έχει μικρό εμπλουτισμό), και σαν φορείς μειονότητας στην βάση σαρώνονται από το ανάστροφο δυναμικό της επαφής CB. Το I C είναι ελάχιστα μικρότερο του Ι Ε, I C I E 14

Τα Ρεύματα στο Τρανζίστορ όπου γ η απόδοση εκπομπού που δίνεται από τον τύπο: Για καλή απόδοση του αγωγού πρέπει: W << L e n E >> p B Όπου: W το πλάτος της βάσης, D οι συντελεστές διάχυσης ηλεκτρονίων και οπών, L e το μήκος διάχυσης ηλεκτρονίων στη βάση. 15

Τα Ρεύματα στο Τρανζίστορ Όπου ο παράγων μεταφοράς είναι ίσος με: Επίσης: 16

Τα Ρεύματα στο Τρανζίστορ Αντικαθιστώντας το I ee έχουμε: ή Όπου το α λέγεται άλφα του τρανζίστορ και είναι ίσο με: ή 1 17

Τα Ρεύματα στο Τρανζίστορ Από: ή Ονομάζουμε β του τρανζίστορ: Άρα: ή Ενίσχυση ρεύματος τρανζίστορ στο συνεχές ή 18

Τα Ρεύματα στο Τρανζίστορ 19

Μοντέλο Μεγάλων Σημάτων (Ebers-Moll) Μοντέλο που να περιγράφει τη λειτουργία του τρανζίστορ ως διακόπτης. Μοντέλο του σχήματος 1, δεχόμενοι και την αντίστροφη λειτουργία του τρανζίστορ με δυνατότητες ροής ρεύματος από το συλλέκτη στον εκπομπό. Στην περίπτωση αυτή έχουμε το μοντέλο μεγάλων σημάτων του Σχήματος 2, γνωστό και ως Ebers- Moll. Το αντίστροφο β υπολογίζεται από τον τύπο: Σχήμα 1 Σχήμα 2 20

Μοντέλο Μεγάλων Σημάτων (Ebers-Moll) Όπου Ι ΕS και I CS τα ρεύματα ανάστροφης πόλωσης βάσης- εκπομπού και συλλέκτηεκπομπού αντίστοιχα. Από τις σχέσεις συμπεραίνεται ότι η λειτουργία του τρανζίστορ για μεγάλες τάσεις ή ρεύματα είναι μη γραμμική. Θεωρώντας α F =1 και α R =0, τότε για πόλωση στην ενεργό περιοχή έχουμε: 21

Μοντέλο Μεγάλων Σημάτων (Ebers-Moll) Γιατί το τρανζίστορ είναι ενισχυτική διάταξη? Μικρές μεταβολές του ρεύματος εισόδου στην βάση του τρανζίστορ (τάση VBE), προκαλούν μεγάλες μεταβολές στο ρεύμα του συλλέκτη. 22

Μοντέλο Μεγάλων Σημάτων (Ebers-Moll) Παράδειγμα: Έστω β=150, Για V in =5V 5V =I B *1KΩ+0.7V I B =4.3mA I C =β*i B =645mA Lamp ON Για V in =0V V BE <0.7V (σε αποκοπή) I C =0 Lamp OFF 23

Προσεγγιστική Λειτουργία του Τρανζίστορ στο Συνεχές Δεν είναι απαραίτητος ο θεωρητικός προσδιορισμός των ρευμάτων στα τρανζίστορ στις εφαρμογές διότι: Δεν είναι πάντα αυστηρές οι προδιαγραφές για τα κυκλώματα. Υπάρχει μεγάλη διασπορά στις παραμέτρους (ιδιαίτερα στο β του τρανζίστορ) βάσει τιμών καταλόγων. Η πολυπλοκότητα των κυκλωμάτων δεν επιτρέπει την ανάλυση στο χέρι. Στις περιπτώσεις αυτές αναγκαζόμαστε να προσεγγίσουμε τη λειτουργία του τρανζίστορ. 24

Προσεγγιστική Λειτουργία του Τρανζίστορ στο Συνεχές Αν I CBO 0 τότε: και διότι είναι β >> 1. 25

Προσεγγιστική Λειτουργία του Τρανζίστορ στο Συνεχές Παρατηρούμε ότι: Αγνοείται σκοπίμως το Ι Ε. Στον εκπομπό κυκλοφορεί μόνο το ρεύμα συλλέκτη. Το τρανζίστορ λειτουργεί ως ένας κύριος δρόμος ρεύματος από τον C στον Ε. Σε npn έχουμε V BE 0,7V για Si. Το συνεχές δυναμικό συλλέκτη είναι υψηλότερο αυτού της βάσης. Σε pnp ισχύουν οι ίδιες σχέσεις αν οι συνεχείς μεταβλητές τάσης και ρεύματος θεωρηθούν με αντίθετο πρόσημο. Αρχικά ένα pnp μπορεί να αντιμετωπιστεί όπως ένα npn. 26

Προσεγγιστική Λειτουργία του Τρανζίστορ στο Συνεχές npn IC pnp IC V BE = 0.7V(npn) V BE = -0.7V(pnp) IB base + μικρό ρεύμα VBE collector - emitter IE Μεγάλο ρεύμα IB base + μικρό ρεύμα VBE collector - emitter IE Μεγάλο ρεύμα I E = I C + I B I C I E I B << I C α dc = I C I E β dc = I C I B 27

Συνδεσμολογίες Τρανζίστορ Στο σχήμα β το τρανζίστορ συνδέεται έχοντας τον εκπομπό ως κοινό ακροδέκτη μεταξύ εισόδου και εξόδου. Η σύνδεση αυτή αναφέρεται ως σύνδεση με κοινό τον εκπομπό CE. Παρόμοια έχουμε συνδέσεις κοινής βάσης (CB) και κοινού συλλέκτη (CC). Η ηλεκτρική συμπεριφορά καθορίζεται πλήρως από τις I-V χαρακτηριστικές καμπύλες κάθε θύρας. 28

Χαρακτηριστικές Καμπύλες σε Συνδεσμολογία CE (Περιοχές Λειτουργίας του) Στην (α) είναι οι χαρακτηριστικές εισόδου και στην (β) οι εξόδου. Ορίζονται τρείς περιοχές εξόδου: Η Περιοχή Κόρου για VCE<VCESAT, Η Περιοχή Αποκοπής (η VBE<0.7V) και Η Ενεργός Περιοχή 29

Χαρακτηριστικές Καμπύλες σε Συνδεσμολογία CE (Περιοχές Λειτουργίας του) 30

Χαρακτηριστικές Καμπύλες σε Συνδεσμολογία CE (Περιοχές Λειτουργίας του) Τα I C και I B διαφέρουν κατά δύο τάξεις μεγέθους. Οι χαρακτηριστικές εξόδου δεν ισαπέχουν μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι η σχέση μεταξύ των I C και I B δεν είναι εντελώς γραμμική. Η κλίση των χαρακτηριστικών δεν είναι οριζόντια στην ενεργό περιοχή των χαρακτηριστικών λόγω αυξομείωσης του πλάτους στην περιοχή βάσης (φαινόμενο Early). Το I C αποκτά περίπου σταθερή τιμή για τιμές της V CE μεγαλύτερες από μια κρίσιμη τιμή, την τάση κόρου. Υπάρχει μικρό ρεύμα συλλέκτη, ακόμα και για μηδενικό ρεύμα βάσης (ρεύμα αποκοπής). Μέσα στην ενεργό περιοχή ισχύει η σχέση I C βι B 31

Φαινόμενο Early Από τις χαρακτηριστικές εξόδου προκύπτει εξάρτηση του ρεύματος συλλέκτη από την τάση V CE αυτού. Το ρεύμα συλλέκτη αυξάνεται ελαφρώς με την αύξηση της τάσης V CE. Φαινόμενο Early. Εξήγηση: Η τάση συλλέκτη διαμορφώνει το πλάτος της pn επαφής συλλέκτη, γεγονός που επιδρά στο ρεύμα συλλέκτη. Παράγων διαμόρφωσης επαφής C Τάση Early 32

Επίδραση Της Θερμοκρασίας Οι τάσεις και τα ρεύματα εξαρτώνται άμεσα από την θερμοκρασία. Επομένως και οι παράμετροι αυτού. Η επίδραση αυτή μπορεί να διαταράξει τη λειτουργία ή και να την καταστρέψει. Ιδιαίτερα έντονο το πρόβλημα σε ακραίες θερμοκρασιακές συνθήκες. Π.χ., διάστημα, στρατιωτικές εφαρμογές. 33

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) R C R B V CE V CC V BB V BE Η συνδεσμολογία κοινού εκπομπού έχει δύο βρόγχους: Της βάσης και Του συλλέκτη 34

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) Προσεγγίσεις κυκλωμάτων με Transistor: 1. χρησιμοποιήστε την ιδανική δίοδο για την επαφή baseemitter και χρησιμοποιήστε την σχέση βi B για να προσδιορίσετε το I C. 2. χρησιμοποιήστε την προσέγγιση σταθερής πτώσης τάσης για το VBE και χρησιμοποιήστε την σχέση βi B για να προσδιορίσετε το I C. 3. Λύνονται οι εξισώσεις συνήθως με την χρήση υπολογιστή (simulation). 35

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) Δεύτερη προσέγγιση: B C V BE = 0.7 V β dc I B V CE E 36

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) I B = V BB - V BE R B I B = 5 V - 0.7 V = 43 µa 100 kω R C 100 kω R B V CC V BB 5 V V BE = 0.7 V 37

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) I C = β dc I B I C = 100 x 43 µa = 4.3 ma R C 100 kω β dc = 100 R B 5 V I B = 43 µa 38

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) V RC = I C x R C V RC = 4.3 ma x 1 kω = 4.3 V 100 kω 1 kω I C = 4.3 ma R C V BB R B 5 V I B = 43 µa 12 V V CC 39

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) V CE = V CC - V RC V CE = 12 V - 4.3 V = 7.7 V I C = 4.3 ma 1 kω 100 kω V CE V BB R B 5 V I B = 43 µa 12 V 40

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) Υποθέτουμε ότι το transistor λειτουργεί στην ενεργό περιοχή Γράφουμε την εξίσωση των τάσεων Kirchhoff για τον βρόγχο B-E Γράφουμε την εξίσωση των τάσεων Kirchhoff για τον βρόγχο C-E Η επαφή B-E λειτουργεί σαν δίοδος VE = VB - VBE = 4V - 0.7V = 3.3V IC IE IE = (VE - 0)/RE = 3.3/3.3K = 1mA IC IE = 1mA VC = 10 - ICRC = 10-1(4.7) = 5.3V 41

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) β = 100 Βρόγχος τάσης B-E 5 = IBRB + VBE, λύνουμε ως προς IB IB = (5 - VBE)/RB = (5-.7)/100k = 0.043mA IC IC = βib = (100)0.043mA = 4.3mA IB IE VC = 10 - ICRC = 10-4.3(2) = 1.4V 42

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) VE = 0 -.7 = - 0.7V β = 50 IE = (VE - -10)/RE = (-.7 +10)/10K = 0.93mA IC IC IE = 0.93mA IB IB = IC/β =.93mΑ/50 = 18.6µΑ IE VC = 10 - ICRC = 10 -.93(5) = 5.35V VCE = 5.35 - -0.7 = 6.05V 43

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) IC IB Output circuit Input circui t IE 44

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) Χαρακτηριστική Εισόδου: IB IB 0.7V VBE Λειτουργεί σαν δίοδος VBE 0.7V 45

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) Χαρακτηριστική Εξόδου: IC IC IB = 40µA IB = 30µA IB = 20µA IB = 10µA Early voltage Cutoff region Για σταθερό IB, το IC είναι ανεξάρτητο από το VCE Η κλίση της χαρακτηριστικής εξόδου στη γραμμική περιοχή είναι περίπου 0. VCE 46

Συνδεσμολογία Κοινού Εκπομπού (CE) Πόλωση ενός τρανζίστορ: - Πρέπει να λειτουργεί στην ενεργό περιοχή. - Το σημείο λειτουργίας του (Q-point) προσδιορίζεται από τα: I C, V CE, and I B. 47

Πόλωση Τρανζίστορ Με τον όρο πόλωση τρανζίστορ θεωρούμε λειτουργία στο συνεχές και εννοούμε τον τρόπο πόλωσης των επαφών pn εισόδου και εξόδου. Διακρίνουμε δύο βασικές λειτουργίες του τρανζίστορ: Ως ενισχυτής: Ορθή πόλωση της επαφής βάσης-εκπομπού και ανάστροφα της επαφής βάσης συλλέκτη. Ως διακόπτης: Και οι 2 επαφές πολώνονται ορθά (Περιοχή κόρου). Και οι 2 επαφές πολώνονται ανάστροφα (Περιοχή αποκοπής). 48

Πόλωση Τρανζίστορ 49

Πόλωση Τρανζίστορ - Ευθεία φόρτου Κύκλωμα Εισόδου B-E τάση βρόχου V BB = I B R B +V BE I B = (V BB - V BE )/R B Κύκλωμα Εξόδου C-E τάση βρόχου V CC = I C R C +V CE I C = (V CC - V CE )/R C 50

Πόλωση Τρανζίστορ - Ευθεία φόρτου I B = (V BB - V BE )/R B Εάν V BE = 0, I B = V BB /R B V BB /R B Εάν I B = 0, V BE = V BB 51

Πόλωση Τρανζίστορ - Ευθεία φόρτου I C = (V CC - V CE )/R C ΕάνV CE = 0, I C = V CC /R C Εάν I C = 0, V CE = V CC V CC /R C 52

Πόλωση Τρανζίστορ - Ευθεία φόρτου 53

Πόλωση Τρανζίστορ - Ευθεία φόρτου Η γραμμή φόρτου A έχει σαν αποτέλεσμα το σημείο φόρτου Q A που είναι πολύ κοντά στο VCC και επομένως μειώνει την θετική επίδραση του VCE. Η γραμμή φόρτου B έχει σαν αποτέλεσμα ένα σημείο λειτουργίας πολύ κοντά στην 54 περιοχή αποκοπής, επομένως περιορίζει την αρνητική επίδραση της VCE.

Πόλωση Τρανζίστορ - Πόλωση Βάσης I B ανεξάρτητο το Ι C, εάν μεταβληθεί το Ι C =βι Β +(1+β)I CBO, χαλάει η πόλωση (το I CBO διπλασιάζεται ανά 10 ο C) 55

Πόλωση Τρανζίστορ - Πόλωση Βάσης με Ανάδραση από τον Συλλέκτη Εάν αυξηθεί το Ι C (Ι C =βι Β +(1+β)I CBO ), >> μειώνεται το V C >> Μειώνεται το I B >> αντιστρέφεται η αύξηση του Ι C 56

Πόλωση Τρανζίστορ - Πόλωση Βάσης με Διαιρέτη Τάσης και Ανάδραση από Εκπομπό) Εάν αυξηθεί το Ι C (Ι C =βι Β +(1+β)I CBO ) >> αυξάνεται το Ι Ε >> αυξάνεται η V E >> μειώνεται το V BE >> Μειώνεται το I B >> αντιστρέφεται η αύξηση του Ι C (και το αντίστροφο) 57

Πόλωση Τρανζίστορ Εάν αυξηθεί το Ι C (Ι C =βι Β +(1+β)I CBO ) >> αυξάνεται το Ι Ε >> αυξάνεται η V E >> μειώνεται το V BE >> Μειώνεται το I B >> αντιστρέφεται η αύξηση του Ι C (και το αντίστροφο). Πλεονέκτημα: VB = 0 58

Ανάλυση Διαιρέτη Τάσης +V CC R 1 V BB = R 2 R 1 + R 2 V CC +V BB ΥΠΟΘΕΣΗ: Το ρεύμα της βάσης είναι συνήθως πολύ μικρότερο από το ρεύμα του διαιρέτη. R 2 59

ΙσοδύναμοThevenin +V CC R 1 R C R TH = R 1 R 2 R 2 R E 60

Το Μοντέλο Thevenin Για το Κύκλωμα Πόλωσης +V CC R C R TH V TH= V CC R2/(R1+R2) R TH = R 1 R 2 R E 61

Πολλές Φορές Διαλέγουμε +V CC R 1 R 2 < 0.1 β dc R E Υπολογισμός: R 1 R C I E = V BB - V BE R E + R 1 R 2 β dc Με την παραπάνω επιλογή R E ο παρονομαστής είναι σχεδόν ίσος με R E!!! ΑΝΕΞΑΡΤΗΣΙΑ ΑΠΟ ΤΟ β R 2 R E 62

Πόλωση Βάσης +V CC Η χειρότερη όπως είπαμε!!! Το Q μετακινείται με αντικατάσταση τρανζίστορ και την θερμοκρασία!! R B R C 63

Πόλωση με Ανάδραση Από τον Εκπομπό Το ρεύμα του συλλέκτη (έξοδος) προκαλεί μεταβολή στο ρεύμα της βάσης (είσοδος) μέσω της R E. R B +V CC R C Καλύτερη από την πόλωση βάσης χωρίς R E. Το Q μετακινείται. Δεν μπορούμε να βάλουμε R E >>R B /β V CC =I B R B +0.7V+I E R E Σπάνια χρήση. R E 64

Πόλωση Ανάδρασης Συλλέκτη +V CC Προσεγγιστικά η RC διαρρέεται από το IC R B R C V CC =I C R C +I B R B +0.7V= I C R C +(I C /β)r B +0.7V I C =(V CC -0.7V)/(R C +R B /β) Καλύτερη από την πόλωση ανάδρασης εκπομπού. Το Q κινείται. Περιορισμένη εφαρμογή. 65

Πόλωση με Ανάδραση Από τον Εκπομπό και Συλλέκτη +V CC R B R C Καλύτερη από την πόλωση ανάδρασης συλλέκτη. Αλλά χειρότερη από την πόλωση βάσης με διαιρέτη τάσης!!! Περιορισμένη εφαρμογή. R E 66

Πόλωση Εκπομπού με Δύο Τροφοδοτικά Πολλή σταθερή πόλωση. Χρειάζονται όμως δύο Τροφοδοτικά!!!! 67

Συνοψίζοντας +V CC Πολύ σταθερό Q Διαλέγουμε την κατάλληλη R E >>(R TH /β) Χρησιμοποιεί 1 τροφοδοτικό Η δημοφιλέστερη!!! R 1 R 2 R C R E 68

Άσκηση 1 Για το κύκλωμα πόλωσης του διπλανού σχήματος δίνονται R 1 =10KΩ, R 2 =2.0KΩ, V CC =12V, ενώ η παράμετρος β του τρανζίστορ είναι ίση με 200. Να υπολογιστούν οι αντιστάσεις R C και R E, ώστε το σημείο λειτουργίας του τρανζίστορ να είναι V CE =6V, I C = 2.0mA. (3.0 μονάδες) 69

Άσκηση 2 Για το κύκλωμα πόλωσης του διπλανού σχήματος δίνονται R c =1KΩ, R B =200KΩ, V CC =13V, ενώ η παράμετρος β του τρανζίστορ είναι ίση με 200. Να υπολογιστεί το σημείο λειτουργίας του τρανζίστορ V CE, I C. (2.5 μονάδες) 70

Άσκηση 3 Για το κύκλωμα πόλωσης του διπλανού σχήματος δίνονται R 1 =30KΩ, R 2 =10KΩ, R E =500Ω, V CC =20V, ενώ η παράμετρος β του τρανζίστορ είναι ίση με 100. Να υπολογιστεί η τιμή της αντίστασης R C ώστε το τρανζίστορ να πολωθεί με τάση V CE =6V. (2.5 μονάδες) 71

Σε αυτή την ενότητα μιλήσαμε για: 4.1 Διπολικά Τρανζίστορ: Συμβολισμός, Λειτουργία, Συνδεσμολογία 72

Ολοκλήρωση Μαθήματος Συγχαρητήρια!! Έχετε ολοκληρώσει με επιτυχία το μάθημα Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο- ηλεκτρονική Ενότητα 4: Διπολικά Τρανζίστορ Δρ. Δημήτριος Γουστουρίδης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα 73