04222301 Reviews [โหมดความเข้ากันได้]...A. Suadet 35 สร ปย านการท างานของทรานซ สเตอร BJT ข

AJAMANGALA UNIVERSITY of TECHNOLOGY SRIVIJAYAMUTSV, ELECTRONIC ENGINEERINGR

Bipolar Junction Transistor (BJT)

ทรานซิสเตอร์ชนิดสองรอยต่อ (บีเจท)ี

A. Suadet 25

ไบโพลาห์ทรานซิสเตอร์ (BJT) ลกัษณะตวัถงัของทรานซิสเตอร์

Electronic Circuit Analysis : Reviews of Diode, BJT and MOSFET

A. Suadet 26

(a) ทรานซิสเตอร์ชนิด npn

โครงสร้างและสัญลกัษณ์ของทรานซิสเตอร์รอยต่อ (BJT)

(b) ทรานซิสเตอร์ชนิด pnp


A. Suadet 27

วงจรสมมูลทางด้านดซีีของไบโพลาห์ทรานซิสเตอร์ (BJT)

ในทางอุดมคต ิไบโพลาห์ทรานซิสเตอร์ (BJT) สามารถเขยีนเป็นวงจรสมมูลได้เป็นแหล่งจ่ายกระแสแบบเอก็ซโปเนนเชียลทีข่ึน้อยู่กบัแรงดนัอนิพตุ (VCCS)

/BE TV VC SI I e


A. Suadet 28

สรุปความสัมพนัธ์สมการกระแส-แรงดนัของ BJT


A. Suadet 29

คุณลกัษณะทางด้านกระแส-แรงดนัของ BJT


A. Suadet 30

โหมดการทาํงานของทรานซิสเตอร์ชนิด NPN


A. Suadet 31

โหมดการทาํงานของทรานซิสเตอร์ชนิด PNP


A. Suadet 32

โหมดการทาํงานของไบโพลาห์ทรานซิสเตอร์ (BJT)

npn pnp


A. Suadet 33

npn pnp



A. Suadet 34

npn pnp



A. Suadet 35

สรุปย่านการทํางานของทรานซิสเตอร์ BJT

ขึน้อยู่กบัการไบอสัตกคร่อมระหว่างรอยต่อพเีอน็หรือขาของ

ทรานซิสเตอร์ โดยมยี่านการทาํงานทีแ่ตกต่างกนั ดงันี ้


A. Suadet 36

– iC เทียบกับ vCE ด้วยการปรับค่า vBE กระแสในย่านแอกทีฟขึ้นอยู่กับ vCE (เล็กน้อย)

– ผลจาก Early effect ถูกเพิ่มเข้าไปในเทอมสมการกระแสคอลเลคเตอร์

– VA คือพารามิเตอร์ของ BJT (50 ถึง 100) และถูกเรียกว่า Early voltage

– เกิดความชันที่ไม่เป็นศูนย์ หมายถึง ความต้านทานเอาต์พุตที่มีค่าไม่เป็น อินฟินิตี้ ()

Early Effect

Slope =

ในกรณีที่ vCE มีค่าต่ํา, CBJ กลายเป็นไบอัสตรง (forward-biased) และทรานซิสเตอร์เข้าสู่ย่านอิ่มตัว


A. Suadet 37

วงจรสมมูลสัญญาณขนาดเลก็ (BJT small-signal model)

Hybrid-π Model(gmvπ) version (βib) version

Model Parameters in Terms of DC Bias Currents


A. Suadet 38

ตวัอย่าง 1: การประยุกต์ใช้งาน BJT เป็นสวติช์ (switch) กําหนดให้กระแส IC1 = 12 mA ใช้เพื่อขับ LED โดยที่ พารามิเตอร์ของ

ทรานซิสเตอร์มี ดังนี้ β = 40, VBE(on) = 0.7 V, และ VCE(sat) = 0.2 V,

และสมมุติให้แรงดันไบอัสไดโอด V = 1.5 V ถ้า vI1 = 0, Q1 ไม่ทํางาน ดังนั้น IB1 = IC2 = 0 และ LED จะไม่ติด

ถ้า vI1 = 5V, Q1 ทํางานในยา่นอิม่ตวั และ IC1 = 12 mA ดังนั้น

โดยที่ IC1/IB1 = 40 ดังนั้น IB1 = 12/40 = 0.3 mA จะได้


A. Suadet 39

ตัวอย่าง 2: การประยุกต์ใช้งาน BJT เป็น Digital logic gate

วงจร NOR GATE


A. Suadet 40

วธิีการคาํนวณ กาํหนดให้ BJT มีพารามิเตอร์ดงันี้ β = 50, VBE(on) = 0.7 V, และ VCE(sat) = 0.2 V. และให ้RC = 1 k and RB = 20 k คาํนวณหากระแสและแรงดนัเอาตพ์ตุตามเงื่อนไขของอินพตุ ไดด้งัตาราง

ตัวอย่าง 2: การประยุกต์ใช้งาน BJT เป็น Digital logic gate


A. Suadet 41

คุณสมบัตขิองวงจรขยายเชิงเส้น

วงจรขยายสญัญาณ หรือ มกัถกูเรียกวา่ วงจรขยายเชิงเส้น (Linear Amplifier)


A. Suadet 42

คุณลกัษณะการถ่ายโอนแรงดนัของวงจรขยาย

- ช่วงอิม่ตวัของเอาต์พุต


A. Suadet 43

การประยุกต์ใช้งาน BJT เป็นวงจรขยายสัญญาณ

o CV C m C

i T

dv IA R g Rdv V


A. Suadet 44

การประยุกต์ใช้งาน BJT เป็นวงจรขยายสัญญาณ

วงจรขยาย BJT พื้นฐาน อินพตุต่อที่ขาเบส เอาตพ์ตุออกที่ขาคอลเลค็เตอร์

โหลดเป็นตวัตา้นทาน RC

พิจารณาจุดการทาํงาน โดยใชก้ารถ่ายโอนแรงดนั (voltage transfer

characteristic,VTC)


A. Suadet 45

กาํหนดให ้ทรานซิสเตอร์ชนิด npn มีพารามิเตอร์ ดงันี้ VBE(on) = 0.7 V,

β = 120, VCE(sat) = 0.2 V, และ VA = ∞ จงคาํนวณหาจุดทาํงานทางดา้นดีซี

ตัวอย่าง 3: การประยุกต์ใช้งาน BJT เป็นวงจรขยายสัญญาณ


A. Suadet 46

ถ้า VI ≤ 0.7V, ทรานซิสเตอร์ cut-off, ดังนั้น IB = IC = 0 จะได้แรงดันเอาตพ์ุต VO = 5 V

ช่วงแรงดันเอาต์พุต คือ 0.2 ≤ VO ≤ 5 V เมื่อ VO = 0.2 V, ดังนั้นจะได้ VI = 1.9 V

ตัวอย่าง 3: การประยุกต์ใช้งาน BJT เป็นวงจรขยายสัญญาณ


A. Suadet 47

คุณสมบัติของวงจรขยายแรงดัน

วงจรขยายแรงดนัอุดมคติ ความตา้นทานทางดา้นอินพตุมีค่าสูงมาก (อินฟินิตี้) และความตา้นทานทางดา้นเอาตพ์ตุมีค่าตํ่ามาก (ศนูย)์

ในความเป็นจริง ความตา้นทานทางดา้นอินพตุและเอาตพ์ตุแตกต่างจากค่าในทางอุดมคติ


A. Suadet 48

การพิจารณาความต้านทานอินพุต/เอาต์พุตภายในของวงจรขยาย

การหาอิมพิแดนซ์ทาํไดโ้ดยหาอตัราการเปลี่ยนแปลงของแรงดนัต่อกระแสที่โหนด

นั้น

x

x

ivimpedance


A. Suadet 49

ตวัอย่างการหาอนิพตุอมิพแิดนซ์

การหาอินพตุอิมพิแดนซ์ทาํไดโ้ดยการป้อนสญัญาณแรงดนัอินพตุแลว้หาผลการ

เปลี่ยนแปลงของกระแสที่อินพตุ

rivx

x


A. Suadet 50

ตวัอย่างการหาเอาต์พตุอมิพแิดนซ์

oout rR

การหาเอาต์พตุอมิพแิดนซ์ทาํได้โดยการป้อนสัญญาณแรงดนัทีเ่อาต์พตุแล้วหาผลการ

เปลีย่นแปลงของกระแสทีเ่อาต์พตุ


A. Suadet 51

ตวัอย่างดาต้าชีท (DATASHEET)


A. Suadet 52


(, BETA)


A. Suadet 53


IS VA


A. Suadet 54

วธิีการวดัทรานซิสเตอร์ BJT ขั้นตอนแรก เราต้องหาขา B ให้ได้เสียก่อน โดยเราเอาสายมิเตอร์จับขาใดขาหนึ่งเป็นหลักไว้ก่อน

และเอาสายมิเตอร์อีกสายจับขาที่เหลือ ทั้ง 2 ขา ให้อ่านค่าความต้านทานต่ํา 2 ครั้ง (หรือค่าความต้านทานสูง 2 ครั้ง เมื่อสลับสายมิเตอร์) ถ้ายังไม่ได้ให้ย้ายไปจับที่ขาอื่นจนอ่านค่าได้ ตามรูปที่ 1-4

โดยผลที่ได้สรุปว่า ขาหลัก ที่จับ คือขา B

- ถ้าขา B รับไฟบวกจากมิเตอร์ แสดงว่าเป็นชนิด NPN

- ถ้าขา B รับไฟลบจากมิเตอร์ แสดงว่าเป็นชนิด PNP

เมื่อเราทราบแล้วว่า 2 ขาที่เหลือคือขา C/E ซี่งเมื่อเอามิเตอร์วัด ที่ขา C/E มัน จะอ่านค่าความต้านทานสูงทั้ง 2 ครั้ง ตามรูป 5-6 วิธีการหาขา C/E ทําดังนี้

- ถ้าเป็นทรานซิสเตอร์ NPN ให้เอาสายมิเตอร์ที่จ่ายไฟลบจับ ที่ขาหนึ่ง (ไม่ใช่ B) และสายมิเตอร์ที่จ่ายไฟบวกจับขาที่เหลือ แล้วนําตัวต้านทานค่าประมาณ 10K-20K ต่อกับ ขั้ว ไฟบวกและขา B ถ้าหากอ่านค่าความต้านทานต่ําแสดงว่า ขาที่ขั้ว มิเตอร์ที่จ่ายไฟลบจับ คือขา E และอีกขาคือขา C หรือหากอ่านค่าความต้านทานสูงแสดงว่า ขาที่ขั้ว มิเตอร์ที่จ่ายไฟลบจับ คือขา C และอีกขาคือขา E ตามรูป 7-8

- ถ้าเป็นการวัดทรานซิสเตอร์ PNP ให้สลับสายมิเตอร์ ทําเช่นเดียวกับ NPN)


A. Suadet 55

การวดัทรานซิสเตอร์ชนิด NPN


A. Suadet 56

การวดัทรานซิสเตอร์ชนิด NPN


A. Suadet 57

การวดัทรานซิสเตอร์ชนิด PNP


A. Suadet 58

การวดัทรานซิสเตอร์ชนิด PNP


A. Suadet 59

วงจรสวติช์ทรานซิสเตอร์ กาํหนดให้กระแส IC2 = 5 A และค่าพารามเิตอร์ของ

PNP ทรานซิสเตอร์ คอื β = 20, VEB(on) = 0.7 V, และ VEC(sat) = 0.2 V

จงออกแบบวงจรเพือ่หาค่า IB2 และ RB2

HOME WORK 1 (ดูตวัอย่าง 1)


A. Suadet 60

HOME WORK 2 (ดูตวัอย่าง 3)

วงจรขยายแรงดนัมีอตัราขยายแรงดนั VO/VI = 6.5 โดยกาํหนดให ้ RB = 80 k และ β = 120 , VBE(on) = 0.7 V

จงออกแบบวงจรเพื่อหาค่าจุดทาํงาน (Q-point) ดงันี้ VO , VI , IB และ RC


Documents

04222301 Reviews [โหมดความเข้ากันได้]...A. Suadet 35 สร ปย านการท างานของทรานซ สเตอร BJT ข