Upload
pinitnai-sittithai
View
28
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
การไบอสทรานซสเตอร
การไบอส (Biasing) หมายถง การก าหนดคาแรงดนและกระแสทางไฟฟากระแสตรงใหกบอปกรณทางอเลกทรอนกสเพอใหท างานตามตองการ
จากคณสมบตของทรานซสเตอรทท า มาจากสารเจอรมนเนยม มคาแรงดนตกครอม VBE = 0.3 Vและท ามาจากสารซลกอนมคา VBE = 0.7 V(ท 25 องศาเซลเซยส)
เมอทรานซสเตอรท างานทอณหภมทตางจากอณหภมหองกจะท าใหคาของ VBE
และคา hFE หรอ 𝜷
ผลของอณหภมทมผลตอ แรงดน VBE
ผลของอณหภมทมผลตอคา hFE
จดท ำงำน Operating Point
The DC input establishes an operating or quiescent point called the Q-point.
The Three Operating Regions
Active or Linear Region Operation
• Base–Emitter junction is forward biased
• Base–Collector junction is reverse biased
Cutoff Region Operation
• Base–Emitter junction is reverse biased
Saturation Region Operation
• Base–Emitter junction is forward biased
• Base–Collector junction is forward biased
DC Biasing Circuits
วงจรไบอสแบบคงทและการพจารณาลป C-E
(Fixed-bias circuit & Collector-emitter loop)
วงจรไบอสแบบสเตบไลซและวงจรไบอสแบบแบงแรงดนไฟฟา(Emitter-stabilized bias circuit & Voltage divider bias circuit)
การไบอสแบบแรงดนปอนกลบ(DC bias with voltage feedback)
ความตานทาน RB เปนความตานทานทก าหนดคากระแส IB โดยม แรงดนVCC จายไบอสตรงใหกบขา B เทยบกบขา E เมอกระแส IB ไหลจะท าใหกระแส IC ไหลดวย ทรานซสเตอรเมอน ากระแสจะเกดความรอน ท าใหความตานทานรอยตอระหวางขา C และขา E ลดลงกระแส IC
จะไหลมากขน ซงถายงจาย BE V เทาเดม กระแส B I จะไหลมากขน นนหมายถงไบอสทจายใหขา B ของทรานซสเตอรมากเกนไป RB ซงถกก าหนดไบอสใหขา B ไมสามารถเปลยนแปลงได ท าใหไบอสถกจายใหขา B ของทรานซสเตอรมากขนตลอดเวลา กระแส IC กจะไหลมากขนตลอดเวลาทรานซสเตอรจะรอนมากขนทกขณะจนช ารดเสยหายได
นอกจากนI CBO ยงมความไวตออณหภมสง เชน ทรานซสเตอรทท าจากเยอรมนเนยม คา I CBO จะเพมขนประมาณหนงเทาตวทก ๆ อณหภม 10 องศาเซลเซยส ทเพมขนสงกวาอณหภมหอง เปนผลใหคาของกระแส IC มคาสงขนตามไปดวยขอด : ใชอปกรณนอยขอเสย : ไมคงทตออณหภม ไมสามารถน าไปใชงานแบบตอเนองไดสามารถแบงออกไดเปน 2 วงจร คอวงจรการไบอสทางอนพต และ เอาตพต
The Base-Emitter Loop
From Kirchhoff’s voltage law:
Solving for base current:
+VCC – IBRB – VBE = 0
B
BECCB
R
VVI
วงจรการไบอสทางอนพต
Collector-Emitter Loop
Collector current:
From Kirchhoff’s voltage law:
BC II
CCCCCE RIVV
วงจรการไบอสทางเอาตพต
Example 9.1
Determine
240k
2.2k
= +12V
,
, , ,
Q Q
Q
B C
CE B C BC
I I
V V V V
Q
CC BEB
B
V VI
R
-= 50
Ak
V08.47
240
)7.012(
mAA
IIQQ BC
35.2)08.47)(50(
Example9.1
Determine
240k
2.2k
= +12V
,
, , ,
Q Q
Q
B C
CE B C BC
I I
V V V V
QCE CC C CV V I R= -
0.7VB BEV V= =
= 50
6.83VC CEV V= =
BC B CV V V= - 0.7V 6.83V= 6.13V= - -
What does it mean for CBJ?
VkmAV 83.6)2.2)(35.2(12
Transistor saturation
When the transistor is operating in
saturation, current through the
transistor is at its maximum possible value where VCE is approximately zero.
For a fixed-bias structure
Consider Collector-Emitter Loop equation
0CE C C CCV I R V+ - =
sat
CCC
C
VI
R=
= 0
Transistor cutoff
When the transistor is operating in cutoff,
current through the transistor is zero
(IC is approximately zero).
For a fixed-bias structure
Consider the Collector-Emitter Loop equation
0CE C C CCV I R V+ - =
cutoffCE CCV V=
= 0
Load Line Analysis
ICsat
IC = VCC / RC
VCE = 0 V
VCEcutoff
VCE = VCC
IC = 0 mA
The Q-point is the operating point where the value of RB sets the
value of IB that controls the values of VCE and IC .
The load line end points are:
Example9.2
Determine
240k
2.2k
= +12V
sat cutoff,C CEI V
= 50
cutoff12VCE CCV V= =
mAk
V
R
VI
C
CCCsat
45.52.2
12
Load-Line Analysis
The load-line is the possible Q-point in active region of the circuit.
The end points of the load-line are
sat 0VCEC VI =
cutoff 0ACCE IV =
sat 0VCE
CCC V
C
VI
R= =
cutoff 0ACCE I CCV V= =
Fixed-bias structure
Example 9.3
From the given load line and Q-point,
determine Vcc, Rc and RB
sat 0V 10mACE
CCC V
C
VI
R= = =
cutoff 0A 20VCCE I CCV V= = =
CC BEB
B
V VI
R
-=
kmA
VRC 2
10
20
kA
VV
I
VVR
B
BECCB
77225
7.020
Company Logowww.themegallery.com
( )16 0.7 15.332.55
470 470Q
CC BEB
B
V V V VI A
R k km
- -= = = =
W W
( )90 32.55 2.93Q QC BI I A mAb m= = =
( )( )16 2.93 2.7 8.09Q QCE CC C CV V I R V mA k V= - = - W =
8.09QC CEV V V= =
0.7B BEV V V= =
0EV V=