🗊Презентация Tranzystor bipolarny

UKŁADY ANALOGOWE WYKŁAD 03   TRANZYSTOR BIPOLARNY

1904 – J.A.Fleming przedstawia projekt lampy próżniowej z dwiema elektrodami – diodę próżniową 1904 – J.A.Fleming przedstawia projekt lampy próżniowej z dwiema elektrodami – diodę próżniową 1906 – Lee de Fore przedstawia projekt lampy próżniowej z trzema elektrodami – triodę. Trzecia elektroda – siatka – steruje przepływem prądu przez lampę. W latach 20-tych XX wieku trwa gwałtowny rozwój elektroniki opartej na tych dwóch typach lamp. W 1922 wyprodukowano na całym świecie ok. 1 mln lamp, w 1930 – 100 mln Początek lat 30-tych XX wieku – powstanie lampy z 4 elektrodami ( tetrody ) a następnie z pięcioma elektrodami ( pentody ) . Powoduje to dalszy rozwój elektroniki opartej na lampach próżniowych. 23 grudnia 1947 roku – początek nowej ery rozwoju elektroniki. Tego dnia zaprezentowano nowy element elektroniczny – tranzystor.

Obecnie produkowanych jest tysiące typów tranzystorów o różnych właściwościach Obecnie produkowanych jest tysiące typów tranzystorów o różnych właściwościach

PODSTAWOWE RÓWNANIA DLA TRANZYSTORA PODSTAWOWE RÓWNANIA DLA TRANZYSTORA

STANY PRACY TRANZYSTORA STAN PRACY AKTYWNEJ Złącze emiterowe polaryzowane w kierunku przewodzenia Złącze kolektorowe polaryzowane w kierunku zaporowym Prawdziwy jest związek Ic = β IE STAN PRACY INWERSYJNEJ Złącze emiterowe polaryzowane w kierunku zaporowym Złącze kolektorowe polaryzowane w kierunku przewodzenia Ponieważ współczynnik transportu α jest mały to i wzmocnienie stałoprądowe też jest małe ( kilka … kilkanaście )

STAN ZATKANIA STAN ZATKANIA Złącze emiterowe polaryzowane w kierunku zaporowym Złącze kolektorowe polaryzowane w kierunku zaporowym Przez tranzystor płyną bardzo małe prądy zerowe, wynikające z termicznej generacji nośników ( rzędu nA dla tranzystorów krzemowych oraz μA dla germanowych ) STAN NASYCENIA Złącze emiterowe polaryzowane w kierunku przewodzenia Złącze kolektorowe polaryzowane w kierunku przewodzenia Napięcie między kolektorem a emiterem UCE SAT jest bardzo małe ( rzędu 0.1 V i mniejsze ) . NIE jest prawdziwy związek Ic = β IE

ZADANIE 1 W układzie jak na rysunku znaleźć punkt pracy tranzystora ( wartości prądów płynących przez tranzystor i napięć na jego zaciskach )

ZADANIE 2 W układzie jak na rysunku znaleźć wartość rezystancji RC i RB , dla których prąd diody LED ma wartość 10 mA . Przyjmij : β = 100 , Ubep = 0.7 V , UCESAT = 0.1 V , VIN MAX = 5 V , VCC = 9 V . Napięcie na diodzie LED dla prądu 10 mA jest równe 1.5 V .

ZADANIE 3 W układzie jak na rysunku znaleźć przebieg prądu bazy i kolektora oraz napięcia wyjściowego przy zmianie napięcia wejściowego od -20 V do 20 V .

UKŁADY PRACY TRANZYSTORA

WZMACNIACZE Z RÓŻNYMI UKŁADAMI PRACY TRANZYSTORA

CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE TRANZYSTORA DLA UKŁADU WSPÓLNEGO EMITERA

CHARAKTERYSTYKA WEJŚCIOWA

UKŁADY POLARYZACJI TRANZYSTORA Przy zmianie wartości rezystancji i napięć polaryzujących tranzystor zmieniamy położenie punktu pracy na charakterystyce wyjściowej tranzystora

Może to spowodować pojawienie się niepożądanych efektów w czasie pracy układu takich jak zniekształcenia nieliniowe związane z wejściem tranzystora w stan nasycenia lub zatkania. W obu tych stanach prąd kolektora nie jest proporcjonalny do prądu bazy. Może to spowodować pojawienie się niepożądanych efektów w czasie pracy układu takich jak zniekształcenia nieliniowe związane z wejściem tranzystora w stan nasycenia lub zatkania. W obu tych stanach prąd kolektora nie jest proporcjonalny do prądu bazy.

PRACA LINIOWA WZMACNIACZA

ZNIEKSZTAŁCENIA WYWOŁANE ZŁYM PUNKTEM PRACY WZMACNIACZA – WEJŚCIE W NASYCENIE

ZNIEKSZTAŁCENIA WYWOŁANE ZŁYM PUNKTEM PRACY WZMACNIACZA – WEJŚCIE W ZATKANIE

ZNIEKSZTAŁCENIA WYWOŁANE ZŁYM PUNKTEM PRACY WZMACNIACZA – WEJŚCIE W NASYCENIE I ZATKANIE

STABILIZACJA PUNKTU PRACY TRANZYSTORA CELE STABILIZACJI PUNKTU PRACY Uniezależnienie punktu pracy od zmian parametrów tranzystora pod wpływem temperatury Przy zmianie temperatury UBEP maleje ze współczynnikiem 2.3 mV/oC Przy zmianie temperatury zmienia się współczynnik wzmocnienia β tranzystora Uniezależnienie się od zmian parametrów przy wymianie tranzystora

Stabilizacja wartości prądu bazy IB jest tym lepsza, im stosunek rezystancji RB / RE jest większy i im wartości rezystancji są większe Stabilizacja wartości prądu bazy IB jest tym lepsza, im stosunek rezystancji RB / RE jest większy i im wartości rezystancji są większe Stabilizacja napięcia UCE pogarsza się, im wartości rezystorów RB , RE i RC są większe

W prostym układzie polaryzacji tranzystora podstawowe znaczenie ma dobór rezystora RE W prostym układzie polaryzacji tranzystora podstawowe znaczenie ma dobór rezystora RE Mała wartość rezystora RE to zła stabilizacja prądu IC a dobra napięcia UCE Duża wartość rezystora RE to dobra stabilizacja prądu IC a zła napięcia UCE Im większa wartość rezystora RE tym napięcia zasilania muszą być większe i tym większe są straty mocy w układzie Dlatego w wielu przypadkach stosuje się inne metody stabilizacji punktu pracy tranzystora w tym układy z elementem nieliniowym czy układy z zasilaniem prądowym. Oferują one znaczne zredukowanie wpływu temperatury i zmian parametrów tranzystora na zmianę punktu pracy

STABILIZACJA NIELINIOWA Metoda kompensacji zmiany punktu pracy na skutek zmiany napięcia UBE pod wpływem temperatury

ZASILANIE PRĄDOWE

W układach scalonych stosuje się bardziej złożone układy zasilania, oparte na schemacie zasilania stałoprądowego. Wykorzystane są w nich tranzystory pracujące w roli diody kompensującej zmiany parametrów tranzystora. W układach scalonych stosuje się bardziej złożone układy zasilania, oparte na schemacie zasilania stałoprądowego. Wykorzystane są w nich tranzystory pracujące w roli diody kompensującej zmiany parametrów tranzystora.