Bi polární tranzistor

1. E … emitorový B … kontakt kontakt báze SiO 2 n-Si … emitor p-Si … báze n-Si … kolektor + n -Si kolektorový kontakt … C řez strukturou pro jednorozměrný model Bipolární tranzistor Struktura bipolárního tranzistoruopakování z přednášek Zjednodušený jednorozměrný model C E n p n emitor báze kolektor B Verze ze dne 26.03.2003

2. ++ U BC U BC I C I I B C I + U B CE U CE I E I E U BE U U BE BE Normální aktivní režim náhradní model přechod CB - zavřen ++ U BC I C I + B => => U CE = I E přechod EB - otevřen

3. I I B B U CE U U BE BE h21 = 100 IC UCE Normální aktivní režim, NPN, SE, ss pr. bod NPN přechod EB - otevřen přechod CB - zavřen 50 uA I C 5 mA U CE I E ++ U 10 V BE 10 V Příklad pracovního bodu: UBE = 0,6 V IB = 50 uA h21 = 100 UCE = 10 V IC = h21*IB = 5mA 50 uA 5 mA I C I B + = I 50 uA E 0,6 V Pro IB>0 a UCE > 0 Pro UCE > UCES 0,6 V

4. REŽIMY ČINNOSTI TRANZISTORU opakování z přednášek režim saturace UBE > 0, UBC > 0 UBC = 0 hranice režimu saturace IC režim aktivní normální UBE > 0, UBC < 0 IB IB = 0 UCE režim závěrný UBE < 0, UBC < 0 UBE = 0 hranice závěrného režimu

5. Charakteristiky bipolárního tranzistoru tranzistor NPN, zapojení SE(opakování z přednášek) proudová převodní výstupní IC [mA] UCE> 0,5 V IB [A] IB [A] UCE [V] IB UCE= 0 UCE> 5 V vstupní UBE [mV] zpětná

6. + U N R C I C U I BC B U CE R U1 B U BE I E Tranzistor NPN v zapojení SE, nastaveni ss pracovního bodu ObvodTR1.

7. + U N R C I C U I I BC B B U CE R U1 B U BE I U E BE C. grafické řešení UCE = UN - IC * RC UN/RC UBE = U1 - IB * RB U1/RB U1 UN IC UCE TR1. Tranzistor NPN v zapojení SE, NAR, ss pracovní bod A. pomocí rovnic1. UBE = 0,7 V IC = IB * h21 U1 = IB * RB + UBE UN = IC * RC + UCE B. logika V obvodu si postupně doplńujeme hodnoty R,U,I Základ - Ohmúv zákon I = U/R

8. Příklady Příklad 1A. Dáno: UN = 15 V, U1 = 5,7 V, h21 = 200, UCE = 8 V, IC = 5 mA Určete: RB, RC Příklad 1B. Dáno: UN = 20 V, U1 =10,7 V, h21 = 100, RB = 1MO, RC = 1kO Určete: UCE, IC, IB Příklad 1C. Dáno: UN = 20 V, U1 =20 V, h21 = 500, RB = 1 MO, RC = 2,2 kO Určete: UCE, IC, IB Příklad 1D. Dáno: UN = 20 V, U1 =20 V, h21 = 500, RC = 2,2 kO Určete: RB, aby tranzistor pracoval v NAR

9. Řešení Řešení 1A: RC = (UN - UCE) / IC = (15 – 8) / 5 kO = 1,4 kO IB = IC / h21 = 5/200 mA = 25 uA RB = (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 uA IC = IB * h21 = 10 * 100 uA = 1 mA UCE = UN – IC * RC = 20 – 1*1 V = 19 V Řešení 1C: IB = (U1 – UBE) / RB = (20 – 0,7) / 1 uA = 19,3 uA = 20 uA IC = IB * h21 = 0.02 * 500 uA = 10 mA UCE = UN – IC * RC = 20 – 10 * 2,2 = 20-22 V = -2 V POZOR !! UCE < UCES V ..... TRANZISTOR PRACUJE V SATURACI !!! zvolíme UCE = UCES = 0,2 V IC = (UN - UCES) / RC = (20 - 0,2) / 2,2 mA = 9 mA Řešení 1D: UBE <= UCE U1 – IB *RB <= UN – IB * h21 * RC RB >= (U1 – UN)/IB + h21 * RC RB >= h21 * RC RB >= 1,1 MO

10. + U N R C I C U I BC B U CE R U1 B U BE I E Vyzkoušejte si v Excelu (TR1.XLS)

11. I IZ R ID U1 U2 UD RZ Opakování Navrhněte stabilizátor se stabilizační diodou, kde U1ss = 15 V, u1str = +- 5V Rzmin = 0 , Rzmax = 1kO D: Uz = 10V, rd = 1O, Izmax = 50 mA Určete: Stabilizační činitel pro Rz = 500 O Výkonové zatížení všech součástek Verze ze dne 26.03.2003

12. 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.

13. 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 trunky@trunky.cz