A Bipoláris Tranzisztor III

8/9/2019 A Bipoláris Tranzisztor III

1/30

A bipoláris tranzisztor III.

BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Elektronikus Eszközök Tanszéke

Székely Vladimír

2001 március

Segédanyag a Villamosmérnöki Szak Elektronika I.tárgyához

Belső használatra!


2/30

Az ideális tranzisztorkarakterisztikái

Közös emitteres alapkapcsolás


3/30

A valóságos tranzisztor karakterisztikái

• Másodlagos hatások:

•Parazita CB dióda

• Soros ellenállások• Early hatás

• Áramkiszorítás

• Az áramerősítés munkapontfüggése


4/30


A parazita CB dióda hatása

I

T CES

A

U U 1

ln0 =

Az inverz áramerősítés leromlik


5/30


A soros ellenállások hatása - a báziskivezetés

A “belső bázispont” mint ésszerű közelítés


6/30


A soros ellenállások hatása: a kollektor-kivezetés


7/30


Az Early hatás


8/30

A valóságos tranzisztor

karakterisztikái

Az Early hatás


9/30

A valóságos tranzisztor

karakterisztikái

Az Early feszültség

C

E

C

CE ki

I

U

dI

dU r ≅=


10/30


Early hatás a földelt bázisú tranzisztornál


11/30


Early hatás: a visszahatás mechanizmusa

~exp(UBE/U T)

FB FE


12/30

Az Early hatás

PÉLDAMekkora a földelt emitteres kimeneti ellenállásaa tranzisztornak, ha az Early feszültség 80 V és amunkaponti kollektoráram 5 mA?

C

E ki I

U r = Ω k

mA

V r ki 16

5

80==


13/30

Az áramkiszorítás

UBE Imax/Imin

1 mV 1,04

10 mV 1,47

50 mV 6,84

Segítség:

több báziskivezetés

nagy kerületű E


14/30

Az áramerősítés munkapontfüggése

Feszültségfüggés: az Early hatás miatt

BC

B

B

N

BC

N

dU

dw

dw

dA

dU

dA=

E E

B B

n

p

e N w

N w

D

D−=1η

2

2

11

−=

n

Btr

L

wη

CB BM B U const ww ⋅−≅

( )CB

BC tr e

BC

N

U

wS

dU

dA /)1(2)1(

2

1 '

η η −+−≅


15/30

Az áramerősítés munkapontfüggése

Feszültségfüggés: az Early hatás miatt

Áramfüggés:


16/30

A BJT kisjelű helyettesítőképei A kisjelű működés jellege: a munkaponti beállításhoz

képest kis megváltozások

21

2

B B

Bt B R R

RU U

+=

E

B E R

U I

7,0−≅

C E t C C t C R I U R I U U ⋅−≅⋅−=

U t A munkaponti beállítás:

Feltételek: I b~0, és E E C C t CES R I R I U U ⋅−⋅−<

Az előbbiek alapján:

I b~0


17/30

A BJT kisjelű helyettesítőképei

A kisjelű működés jellege

Feszültséggenerátor, nagykapacitás: rövidzáráramgenerátor:

szakadás


18/30

A BJT kisjelű helyettesítőképei A helyettesítőképek fajtái

1. Fizikai

“kételemes”

“háromelemes”

“ötelemes”2. “Fekete doboz” (négypólus)

h paraméteres

y paraméteress paraméteres

Mindegyikben: FB, FE


19/30

Kisjelű fizikai helyettesítőképekKételemes

• IE arányosan vezérli IC-t

• véges bemeneti ellenállás

FB


20/30

ec

eeeb

ii

ir u

α =−

=−

Kisjelű fizikai helyettesítőképekKételemes, FB

e

c

E

C i

i

I

I −=∂

∂

−=α

E

N E N dI

dA I A +=α

E

T

E

BE e

I

U

dI

dU r ==

0CB E N C

I I A I −−=


21/30

Kisjelű fizikai helyettesítőképekKételemes, FE

ec

eeeb

ii

ir u

α =−

=−

cbe iii −=

( ) bccbc iiiii α

α α

−=−→−=− 1

b

c

B

C

i

i

I

I −=

∂

∂−=β

α

α β

−

=

1bc

bebe

ii

ir u

β

β

=−

+= )1(

FE

)( cbebe iir u −=


22/30

Kisjelű fizikai helyettesítőképekKételemes

e

ebc

r

ui α =

eb

c

EB

C m

u

i

U

I g =

∂

∂=

ebmc u g i =T

C

T

E

e

mU I

U I

r g ≅== α α 1

ec

eeeb

ii

ir u

α =−

=−

FB FE


23/30

Kisjelű fizikai helyettesítőképek

Egy tranzisztor kisjelű áramerősítésitényezője azIE = 1 mA munkapontban = 200.Határozzuk meg a kételemes közös bázisú ésközös emitteres helyettesítőkép elemértékeit!

Ω 261

26===

mA

mV

I

U r E

T e

995,0201200

1==

+=β β α

PÉLDA

FB

FE Ω β 520020126)1( ≅⋅=+e

r


24/30

Kisjelű fizikai helyettesítőképekHáromelemes

FB FE


25/30

Kisjelű fizikai helyettesítőképek

FB FE

ÖtelemesEarly Giacoletto


26/30

PÉLDA

Ω k mA

V R R B B 60

1,0

621 ===

Ω k I

U R

E

B E 3,5

1

7,067,0=

−=

−≅

Határozzuk meg az alábbi kapcsoláserősítését és bemeneti ellenállását!

Adatok: = 200, Ut = 12 V, UB=6 V, IE= 1 mA,

a bázisosztó árama 0,1 mA, UC=9 V.

Ω k I

U U R

C

C t C 3

1

912=

−≅

−=


27/30

C m

be

C bem

be

kiu R g

u

Ru g

u

u A ⋅−=

⋅⋅−==

V mAV

mA

U

I

U

I g

T

E

T

C m /38

026,0

1==≅=

114338 −=⋅−=u A


28/30

Ω β β 52001

26201)1()1( ≅=+=+

E

T e

I

U r

Ω β k r R Rr e B Bbe 43,42,56060)1(21 =××=+××=


29/30


30/30

A kapacitások figyelembevétele

en

BE De

DeTeTe

U U

U C C

−

= 0cn

BC Dc

DcTcTc

U U

U C C

−

= 0

Documents

A Bipoláris Tranzisztor III