Bi polární tranzistor
description
Transcript of Bi polární tranzistor
Bipolární tranzistor
n-Si …emitor
p-Si … báze
n-Si … kolektorn + -Si
E … emitorovýkontakt
B … kontaktbáze
kolektorovýkontakt … C
SiO 2
řez strukturou projednorozměrný model
Zjednodušený jednorozměrný model
nemitor
pbáze
nkolektor
E C
B
Struktura bipolárního tranzistoru opakování z přednášek
Verze ze dne 26.03.2003
UBE
UBC
UCE
IC
IE
IB
Normální aktivní režim náhradní model
UCE
přechod CB - zavřen
=>
UBE
UBC
IC
IE
IB
++
+
přechod EB - otevřen
=>UBE
+ UCE
++UBC
IC
I E
IB
=
+
UBE
UCE
IC
IE
IB
Normální aktivní režim, NPN, SE, ss pr. bod
přechod CB - zavřen
přechod EB - otevřen
U BE
UCE
++
IC
IE
IB
0,6 V
50 uA 5 mA
h21 = 100
5 mA
10 V 10 V
50 uA
NPN
50 uA
0,6 V
UCE
IC
U BE
IB
Příklad pracovního bodu:UBE = 0,6 VIB = 50 uAh21 = 100UCE = 10 VIC = h21*IB = 5mA
=
Pro IB >0 a UCE > 0 Pro UCE > UCES
REŽIMY ČINNOSTI TRANZISTORUopakování z přednášek
UCE
IC
IB = 0
IB
UBC = 0hranice režimu
saturace
režim závěrnýUBE < 0, UBC < 0
UBE = 0hranice závěrného
režimu
režim saturaceUBE > 0, UBC > 0
režim aktivní normálníUBE > 0, UBC < 0
Charakteristiky bipolárního tranzistorutranzistor NPN, zapojení SE (opakování z přednášek)
výstupníproudová převodní
zpětnávstupní
UCE > 0,5 V
IB [A]
IB
UBE [mV]
UCE = 0
UCE > 5 V
UCE [V]
IC [mA]
IB [A]
konstUBC CEIfI )( konstICEC B
UfI )(
konstUBEB CEUfI )(
konstICEBE BUfU )(
+ UN
RC
RB
IC
IE
IB
UBE
UBC
UCE
U1
Tranzistor NPN v zapojení SE, nastaveni ss pracovního bodu
Obvod TR1.
TR1. Tranzistor NPN v zapojení SE, NAR, ss pracovní bod
+ UN
RC
RB
IC
IE
IB
UBE
UBC
UCE
U1
U BE
IB
C. grafické řešení
UCE
IC
UBE = U1 - IB * RB
U1
U1/RB
UCE = UN - IC * RC
UN
UN/RC
A. pomocí rovnic1.
UBE = 0,7 V
IC = IB * h21
U1 = IB * RB + UBE
UN = IC * RC + UCEB. logikaV obvodu si postupně doplńujeme hodnoty R,U,IZáklad - Ohmúv zákon I = U/R
Příklad 1A.Dáno: UN = 15 V, U1 = 5,7 V, h21 = 200, UCE = 8 V, IC = 5 mAUrčete: RB, RC
Příklad 1B.Dáno: UN = 20 V, U1 =10,7 V, h21 = 100, RB = 1MO, RC = 1kOUrčete: UCE, IC, IB
Příklad 1C.Dáno: UN = 20 V, U1 =20 V, h21 = 500, RB = 1 MO, RC = 2,2 kOUrčete: UCE, IC, IB
Příklad 1D.Dáno: UN = 20 V, U1 =20 V, h21 = 500, RC = 2,2 kOUrčete: RB, aby tranzistor pracoval v NAR
Příklady
ŘešeníŘešení 1A:RC = (UN - UCE) / IC = (15 – 8) / 5 kO = 1,4 kOIB = IC / h21 = 5/200 mA = 25 uARB = (U1 – UBE) / IB = (5,7 – 0,7) / 0,025 kO = 200 kO
Řešení 1B:IB = (U1 – UBE) / RB = (10,7 – 0,7) / 1 uA = 10 uAIC = IB * h21 = 10 * 100 uA = 1 mAUCE = UN – IC * RC = 20 – 1*1 V = 19 V
Řešení 1C:IB = (U1 – UBE) / RB = (20 – 0,7) / 1 uA = 19,3 uA = 20 uAIC = IB * h21 = 0.02 * 500 uA = 10 mAUCE = UN – IC * RC = 20 – 10 * 2,2 = 20-22 V = -2 VPOZOR !! UCE < UCES V ..... TRANZISTOR PRACUJE V SATURACI !!!zvolíme UCE = UCES = 0,2 VIC = (UN - UCES) / RC = (20 - 0,2) / 2,2 mA = 9 mA
Řešení 1D:UBE <= UCEU1 – IB * RB <= UN – IB * h21 * RCRB >= (U1 – UN)/IB + h21 * RCRB >= h21 * RCRB >= 1,1 MO
Vyzkoušejte si v Excelu (TR1.XLS)+ UN
RC
RB
IC
IE
IB
UBE
UBC
UCE
U1Vyzkoušejte si, jak se mění pracovní bod na paramtrech obvoduMěńte jen žutá políčkaUN 10 VRC 1 kOhm zatěž. př. 1kOhmRB 0,22 MOhmH21 200 Ic pro Ib = 42 uAUCES 0,2 VUBE 0,7 V
ICMAX 9,80 mAU1 10 V
IB 42,27 uAIC 8,45 mAUCE 1,55 VURC 8,45 V
Výstupní chrakteristika
1,58,5
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Uce [V]
Ice
[mA
]
zatěž. př. 1kOhm Ic pro Ib = 42 uA Uces
Opakování
U1
R
UD
ID
I
U2RZ
IZ
Navrhněte stabilizátor se stabilizační diodou, kdeU1ss = 15 V, u1str = +- 5VRzmin = 0 ,Rzmax = 1kOD: Uz = 10V, rd = 1O, Izmax = 50 mA
Určete: Stabilizační činitel pro Rz = 500 OVýkonové zatížení všech součástek
Verze ze dne 26.03.2003
Nakreslete zapojení hradla OR pomocí diod. Vstupní napětí U1 a U2 je 0V a 5V, zatěžovací odpor je 1kO. Vypočtěte napětí a proudy pro všechny možné kombinace vstupních napětí.
Obvod TR1
• Musíte dokonale porozumět tomuto obvodu• Výpočet jednoho příkladu je 2 minuty.• Pokud vám výpočet trvá déle, opakujte• Nejlépe si zapamatujete, při opakování
– za 2 dny– za 7 dni– za měsíc
• Pokud nejdete chybu, nebo Vám nebude něco jasné, pište [email protected]