Upload
biancamihalache
View
284
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
212
Citation preview
Capitolul VTRANZISTORUL BIPOLAR
*DE*
DE
DECapitolul VTRANZISTORUL BIPOLAR5.1 Introducere5.2 Efectul de tranzistor 5.3 Relatii ntre cureni i tensiuni5.4 Modelarea tranzistorului
5.5 Frecvene limit5.6 Tensiuni limit5.7 Regimul termic al tranzistorului
DE
DE5.1 Introducere(5.1a)(5.1b)CEBnpnCEBpnpSimboluri - relaii fundamentaleFig 5.1a
DE
DEEwE0wB0wC0wCxdCwBxdEwEBCRSS JERSS JCn ND,En ND,C pNAFig. 5.1b5.1 IntroducereStructura ideal
DE
DECapitolul VTRANZISTORUL BIPOLAR5.1 Introducere5.2 Efectul de tranzistor 5.3 Relatii ntre cureni i tensiuni5.4 Modelarea tranzistorului
5.5 Frecvene limit5.6 Tensiuni limit5.7 Regimul termic al tranzistorului
DE
DEEwBBCRSS JERSS JC(n)(n)(p)Fig. 5.2a++--iEiBiC5.2 Efectul de tranzistorTranzistorul in RAN
DE
DE5.2 Efectul de tranzistornpn RAN : vBE > 0 si vBC < 0
Jn densitatea curentului de electroni emii de E i colectai de C
Jn ND,E >> NAwB
DE5.2 Efectul de tranzistorDenumiriEMITOR emite purttorii majoritari ce tranport curentul principalCOLECTOR colecteaz purttorii majoritari ce tranport curentul principalBAZ conecteaz emitorul la colector
TRANZISTOR trans-rezisten; curentul principal trece dintr-o zon de rezisten mic (RJE) spre alta de mare rezisten (RJC)Amplificarea de putere
DE
DEEwBBCRSS JERSS JC(n)(n)(p)Fig. 5.2b++--iEiBiC5.2 Efectul de tranzistorBaz groas
DE
DE5.2 Efectul de tranzistorBaz groasBECiCiEFig. 5.2c
DE
DECapitolul VTRANZISTORUL BIPOLAR5.1 Introducere5.2 Efectul de tranzistor 5.3 Relatii ntre cureni i tensiuni5.4 Modelarea tranzistorului
5.5 Frecvene limit5.6 Tensiuni limit5.7 Regimul termic al tranzistorului
DE
DE5.3 Relatii intre curent si tensiuni5.3.1 Ecuaiile Ebers-Moll(5.3a) - Parametrii statici
DE
DE Curenii de transport prin baz(5.4a)4.3 Relaii ntre cureni i tensiuni(5.4b)npnpnp- Curentul de saturaie al tranzistorului - parametru static
DE
DEFig. 5.35.3.2 Regimuri de polarizare pentru tranzistor5.3 Relaii ntre cureni i tensiuni
DE
DECapitolul VTRANZISTORUL BIPOLAR5.1 Introducere5.2 Efectul de tranzistor 5.3 Relatii ntre cureni i tensiuni5.4 Modelarea tranzistorului
5.5 Frecvene limit5.6 Tensiuni limit5.7 Regimul termic al tranzistorului
DE
DE5.4.1 Modelarea n regim staionar (5.3b)(5.4c)5.4 Modelarea tranzistoruluiIn regim stationar relaiile (5.3a) si (5.4a) devin
DE
DE
Pentru pnp, relaiile (5.4b) devin:(5.4d)5.4 Modelarea tranzistorului
DE
DE Pentru npn, relaiile (5.4c) si (5.3b)se simplific:(5.4e)Regim activ normal RAN5.4 Modelarea tranzistorului(5.3c)
DE
DEFig. 5.4aCECEE+
vBE
+
vCE
QBE4.4 Tranzistorul n RAN i RAIFactorul de amplificare static, n curent in RAN in Conexiunea emitor comun (EC)
DE
DEObservatii: 2. 3.= 50 500 - afectat de dispersia tehnologic4. depinde de curentul de colector vezi fig. 5.4b5.4 Modelarea tranzitorului - dat de catalog - cel mai important parametru static al tranzistorului 1.
DE
DEFig.5.4blg ICIIIIIIVBC 05.4 Modelarea tranzitorului*
DE
DE (5.3d)RAN punctul static de functionare (5.5b)(5.5a)5.4 Modelarea tranzistoruluiPSF RAN Liniarizarea ecuatiei exponentiale
DE
DE Conexiunea baz comun (BC)Fig. 5.4cCEBCBB+vEB+vCBQB5.4 Modelarea tranzistorului
DE
DEConexiunea colector comun (CC)Fig. 5.4dECCCC+
vBC
+
vEC
QBC5.4 Modelarea tranzistorului
DE
DE 1. RAN- ecuatiile (5.3a) devin(5.3e)5.4 Modelarea tranzistorului*5.4.2 Modelarea la semnal mic, frecvene joase (RAN)
DE
DE 2. Condiia de semnal mic5.4 Modelarea tranzistorului*
DE
DE
(5.6)5.4 Modelarea tranzistorului*
DE
DE 3. Panta tranzistorului (gm)
(5.7a) (5.7b)5.4 Modelarea simplificat a tranzistorului*
DE
DE4. Rezistena de intrare5. Rezistena de ieire(5.8a)(5.8b)4.8 Modelarea avansat a tranzistorului**VA tensiunea Early
DE
DEFig. 5.4e5.4 Modelarea tranzistoruluiBC+-BrbCircuitul echivalent natural de semnal mic, frecvene joase EE+-**
DE
DETensiunea de intrare i curentul de ieire n funcie de celelalte dou mrimiParametrii hibrizi4.8 Modelarea avansat a tranzistoruluiIiIoViVo5.4.3 Circuitul echivalent cu parametrii h msurabiliFig. 5.4f**
DE
DE Parametrii hibrizi pentru tranzistor in ECFig. 5.4gCECEE+vbe+
vce
QBE4.8 Modelarea avansat a tranzistorului**
DE
DEFig. 5.4h 4.8 Modelarea avansat a tranzistoruluiB = BC+-Circuitul echivalent cu parametrii hibriziE+-Parametrii h parametrii msurabili Q(2mA, 5V) i f = 10 kHz**
DE
DEhie - rezistena de intrare n condiii de scurtcircuit la ieire ( vce = 0)hre - factorul de transfer invers n tensiune (de la ieire spre intrare)hre < 10-4, efect neglijabilhfe - factorul de amplificare direct n curent pentru scurtcircuit la ieire hoe - conductana de ieire n condiii de gol la intrare (ib = 0)ComentariiModelarea tranzistorului la semnal mic i frecvene joase: circuitul natural din Fig. 5.4e circuitul cu parametrii h din Fig. 5.4h4.8 Modelarea avansat a tranzistorului**
DE
DE5.4.4 Modelarea la semnal mic, frecvene nalte (RAN) 1. Regim dinamic, frecvene nalte f comparabil cu - timpul de tranzit al purtatorilor minoritari prin baza5.4 Modelarea tranzistorului*
DE
DE 2. Capaciti interne 5.4 Modelarea simplificat a tranzistorului a) Capacitatea de difuzie a JE (Cd,E)*b) Capacitatea de difuzie a JC (Cd,C)(5.9a)
DE
DE
c) Capacitatea de barier a JE (Cj,E)(5.9b)5.4 Modelarea tranzistorului*d) Capacitatea de barier a JC (Cj,C)(5.9c)
DE
DEFig. 5.4 i4.8 Modelarea avansat a tranzistoruluiBC+-Brb3. Circuitul echivalent natural de semnal mic, frecvene nalte (Giacoletto) EE+-**
DE
DE4. Ordinul de mrime al parametrilor dinamici4.8 Modelarea avansat a tranzistorului**
DE
DE5.4.5 Tranzistorul ca amplificatorvbe = dVBEvBE = VBE + vbe iC = IC + iciB = IB + ibvCE = VCE + vce
VCE = VCC - RCIC
VCB = VCE - VBE > 0 (RAN)
4.6 Modelarea simplificat a tranzistorului*
DE
DETranzistorul ca amplificator4.6 Modelarea simplificat a tranzistorului*
DE
DETranzistorul ca amplificator5.4 Modelarea tranzistorului*
DE
DEExemplu numericVCC = 10VVBE = 0,65 V RC = 2kIS =1,02*10-14AVbe = 1,25 mV DatePSFAmplitudinile semnalelor/amplificrile5.4 Modelarea tranzistorului*
DE
DECapitolul VTRANZISTORUL BIPOLAR5.1 Introducere5.2 Efectul de tranzistor 5.3 Relatii ntre cureni i tensiuni5.4 Modelarea tranzistorului
5.5 Frecvene limit5.6 Tensiuni limit5.7 Regimul termic al tranzistorului
DE
DEE5.5 Frecvene limit5.5.1 Frecvena limit n conexiunea EC ( f )- valoare instantaneeIb - fazorIb - constant; f - variabilFig. 5.5aCECEE+Vbe+Vce
QBIbC**
DE
DEC+
Vbe = V
BIb+
EEBECtigul dinamic n curent conexiunea ECTeorema Kirchoff I n B i CFig. 5.5b5.5 Frecvene limit**
DE
DE(5.10a) 5.5 Frecvene limit**
DE
DE(5.10b) - funcie de frecven la frecvene mici frecvena limit n conexiunea EC5.5 Frecvene limit**
DE
DE(5.10c) Frecvene joase verific condiia f < fConcluzii n practica inginereasc f < f este considerarat domeniul fecvenelor joase i medii cci n acest domeniu , independent de frecven5.5 Frecvene limit**
DE
DE5.5.2 Frecvene de tranziie/tiere ( fT )fT frecvena la care tranzistorul nu mai amplific n curent (5.10d) 5.5 Frecvene limit**
DE
DEFig. 5.5cDependena lui fT de IC (se da in catalog) fT IC5.5 Frecvene limit**
DE
DEClasificarea tranzistoarelor funcie de frecventranzistoare de joas frecven fT400-500 Mhz4.9 Frecvene limit**
DE
DECapitolul VTRANZISTORUL BIPOLAR5.1 Introducere5.2 Efectul de tranzistor 5.3 Relatii ntre cureni i tensiuni5.4 Modelarea tranzistorului
5.5 Frecvene limit5.6 Tensiuni limit5.7 Regimul termic al tranzistorului
DE
DEIC (mA)VCB (V)VBR(CB0)IB=08 mA6 mA4 mA2 mA8642ICB05.6.1 Tensiunea V(BR)CB0Tensiunea limita ntre B i C cu E n gol - tensiunea de strapungere a JC Caracteristica static de ieire conexiunea BC - RANFig. 5.6 a5.6 Tensiuni limit**
DE
DEIC (mA)VCE (V)saturaieIB=08 A6 A4 A2 A5.6.2 Tensiunea V(BR)CE0 Tensiunea limit colector-emitor cu baza n golCaracteristica static de ieire conexiunea ECFig. 5.6bVBR(CE0)ICE05.6 Tensiuni limit**
DE
DE - SATURAIE - RANEfectul Early 5.6 Tensiuni limit**
DE
DE RAN - conteaz efectul de multiplicare n avalan la JCV(BR)CE0 - zeci/sute de V5.6 Tensiuni limit**
DE
DEFig. 5.6 c5.6.3 Tensiunea V(BR)EB0Tensiunea limit ntre B i E cu C n gol - tensiunea de strpungere a JE Caracteristica static de ieire conexiunea BC - RAIabruptIE (mA)VEB (V)IEB0VBR(EB0)IB=05.6 Tensiuni limit**
DE
DEDatorit creterii, practic abrupte, a curentului IE la V(BR)EB0 , un tranzistor cu JE polarizat invers i colectorul n gol este folosit n circuitele integrate bipolare ca diod stabilizatoare de tensiune.V(BR)EB0 < V(BR)CB0V(BR)CB0 depinde de ND,CV(BR)EB0 depinde de NAV(BR)EB0 are valori de ordinul voltilor Comentarii5.6 Tensiuni limit**
DE
DECapitolul VTRANZISTORUL BIPOLAR5.1 Introducere5.2 Efectul de tranzistor 5.3 Relatii ntre cureni i tensiuni5.4 Modelarea tranzistorului
5.5 Frecvene limit5.6 Tensiuni limit5.7 Regimul termic al tranzistorului
DE
DE5.7.1 Dependena parametrilor statici de temperaturCurentul de saturaie IS Factorul de amplificare ,pentru Si (5.11a) (5.11b)5.7 Regimul termic al tranzistorului**
DE
DE Tensiunea , VBE - pentru IC constant cu T (5.11c) (5.11d)VBE scade liniar cu T5.7 Regimul termic al tranzistorului**
DE
DE5.7.2 Dependena de temperatur a parametrilor dinamici Panta , gm Factorul de amplificare ,Dependenta de temperatura similara cu .T IC constant cu T5.7 Regimul termic al tranzistorului**
DE
DE Rezistenta de iesire , roT5.7 Regimul termic al tranzistorului**
DE
DE5.7.3 Puterea disipat Pd- RAN Dup polarizarea tranzistorului urmeaz un regim tranzitoriu.Puterea nmagazinat scade n timpul regimului tranzitoriu pn la zero. Urmeaz regimul termic permanent5.7 Regimul termic al tranzistorului**
DE
DE Tj - temperatura jonctiunilor tranzistorului ( Tj > Ta )Ta - temperatura ambiantRth - rezistena termic Tjmax = temperatura maxim suportat de materialul semiconductor din care este fcut tranzistorulTj > TaTemperatura jonciunii5.7 Regimul termic al tranzistorului**
DE
DEAmbalarea termic Reacia pozitiv descris mai susTj > Tjmaxdistrugerea tranzistorului5.7 Regimul termic al tranzistorului**
DE
DE5.7 Regimul termic al tranzistorului5.7.4 Domeniul pentru PSF n RANFig. 5.7ICICmaxSATURATIEVCEV(BE)CE0VCE = VBEBLOCAREPdmax**
DE
DEDomeniul pentru PSF n RAN este bordat (limitat) de: intrarea tranzistorului n saturaie intrarea tranzistorului n blocare tensiunea limit curentul limit puterea disipat maxim 5.7 Regimul termic al tranzistorului**
DE
464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**464464**