Tartalmi kivonat
BIPOLÁRIS TRANZISZTOROK ALKALMAZÁSAI Erősítők BIPOLÁRIS TRANZISZTOROK NAGY JELŰ MODELLJE A bipoláris p tranzisztorokat árammal vezérelt áramgenerátorként modellezhetjük erősítési (aktív) üzemmódban Az A áramgenerátor á át nyeresége é az á áramerősítési ő íté i tényező (β=iC/iB) BIPOLÁRIS TRANZISZTOROK NAGYJELŰ MODELLJE A B-E átmenet egy gy dióda ((D)) A munkapont környékén a tranzisztor kimeneti jelleggőrbéje liniáris. Az áramerősítési tényező β iC/iB β=i u BE u BE iC iB I 0 eexp[ p[ ] I S eexp[ p[ ] UT UT kT UT q EARLY FÉLE HATÁS Az Early y féle hatás alapján pj az uCE feszültség g változásával modosul a bázis mérete (szélessége) és ezzel együtt a tranzisztor vezetőképessége is. Figyelembe Fi l b véve é az E Early l féle fél hatást, h tá t egy korrekciós tényezőt kell bevezessünk és a tranzisztor kollektor árama a
következőképpen alakul: uCE u BE ] (1 ) iC iB I S exp[ UT U EA UEA az Early féle feszültség BIPOLÁRIS TRANZISZTOROK KISJELŰ MODELLJE A bipoláris p tranzisztorokat ffeszültséggel gg vezérelt áramgenerátorként is modellezhetjük, kis jelváltozásokat véve figyelembe a munkapont környékén A kisjelű modell egy lineáris modell BIPOLÁRIS TRANZISZTOROK KISJELŰ MODELLJE uBE – bázis-emmiter bázis emmiter ellenállás (kimeneti feszültség ellenállás) iB – bázisáram iC – kollektor áram rBE – bázis-emmitter gm [S]– meredekség ellenállás (bemeneti (transzkonduktancia) ellenállás)) uCE – kollektor kollektor rCE – kollektor-emmiter emmiter feszültség A KISJELŰ MODELL PARAMÉTEREI gm gm iC u BE I S exp[ u u BE ] (1 CE ) u I u 1 UT U EA I S exp[ BE ] (1 CE ) C u BE UT U EA U T U T UT=25 mV
szobahőmérsékleten (20 °C) g m 40 I C A KISJELŰ MODELL PARAMÉTEREI rBE rBE uBE 1 1 1 UT U U UT T T iC I0 iB u u u iB iC I 0 exp[ BE ] exp[ BE ] I 0 exp[ BE ] iB uBE UT UT UT UT U BE rBE gm A KISJELŰ MODELL PARAMÉTEREI rCE rCE uCE 1 1 1 U EA U EA iC u u IS u u iC I S exp[ BE ] (1 CE ) exp[ BE ] I S exp[ BE ] I C UT uCE UT U EA U EA UT U CE rCE UEA=80.200 V U EA IC SZÁMÍTÁSI PÉLDA legyen egy bipoláris tranzisztor kollektor árama IC=1 mA, A UEA=100V, 100V β=100. β 100 Határozzuk H tá k meg a ki kisjelü j lü modell paramétereit. gm 40 iC 40 1 mA A 40 mS S r BE rCE gm 100 2 ,5 k 40 U EA 100V 100 k iC 1mA EGYSZERŰSÍTETT MODELLEK elhagyjuk gyj az rCE ellenállást => egyszerűsített π hibrid modell feszültséggel
vezérelt áramgenerátorral árammall vezérelt á é lt áramgenerátorral EGYTRANZISZTOROS ERŐSÍTŐ KAPCSOLÁSOK közös ((földelt)) bázisú kapcsolás p közös kollektorú (emmiterkövető) kapcsolás közös (földelt) emmitterű kapcsolás Megoldás: a tranzisztort kicseréljük a kisjelű modellel a kondenzátorokat rövidzárlatoknak tekíntjük paszivizáljuk az áramkört (az egyenfeszültségű tápokat rövidzárlatoknak tekíntjük) => > kisjelű ki j lű helyettesítő h l tt ítő kapcsolás k lá KÖZÖS (FÖLDELT) BÁZISÚ KAPCSOLÁS <=> FESZÜLTSÉGERŐSÍTÉS A=Uki/Ube=-g gmuBERC/-uBE=g gmRC KIMENETI ELLENÁLLÁS Rki=Uki/Iki= RCIRC /IRC=-g gmuBERC/-g gmuBE=RC BEMENETI ELLENÁLLÁS ||rBE|| ||uBE/g gmuBE Rbe=RE|| Rbe=RE|| β /gm ||1/gm β /gm ||1/gm= β/(β+1)gm ≈ 1/gm Rbe=RE||1/gm ≈1/gm KÖZÖS KOLLEKTORÚ (EMMITERKÖVETŐ) KAPCSOLÁS <=> BEMENETI ELLENÁLLÁS
Rbe=RB1||RB2||RB u B u BE u R E i B rBE i B ( 1)R E RB rBE ( 1)R E iB iB iB FESZÜLTSÉGERŐSÍTÉS U ki U ki ( 1)iB RE ( 1) RE A U be u BE U ki iB rBE ( 1)iB RE rBE ( 1) RE ( 1) RE g m ( 1) RE g m A rBE g m ( 1) RE g m ( 1) RE g m RE g m RE g m 1 RE g m 1 R E g m 1 KIMENETI ELLENÁLLÁS U ki I ki ( 1)iB RE U ki U ki U ki U ki ( 1) I ki ( 1) RE rBE RB RE rBE RB I ki 1 1 1 1 ( 1) U ki Rki RE rBE RB RE Rki RE || ( 1 RB 1 ) RE || g m ( 1) gm 1 rBE RB ( 1) ( 1) KÖZÖS (FÖLDELT) EMMITTERŰ KAPCSOLÁS BEMENETI ELLENÁLLÁS Rbe=RB1||RB2||rBE Rbe=RB1||RB2|| β /gm KIMENETI ELLENÁLLÁS Rki=RC FESZÜLTSÉGERŐSÍTÉS
A=Uki/Ube=-gmuBERC/uBE=-gmRC KÉPLETEK A Rbe Rki KE -gmRC RB1||RB2|| β /gm RC KC RE g m 1 1 RE g m 1 R B1 || R B2 || rBE ( 1)R ) E KB gmRC RE||1/gm ≈1/gm RE || 1 gm RC