Elementy Elektroniczne

Post on 19-Mar-2016

54 views 1 download

description

p-n-p. n-p-n. KOLEKTOR. KOLEKTOR. BAZA. BAZA. EMITER. EMITER. Elementy Elektroniczne. Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl). TRANZYSTOR BIPOLARNY. Elementy Elektroniczne. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Elementy Elektroniczne

Elementy ElektroniczneElementy Elektroniczne

TRANZYSTOR BIPOLARNYn-p-n

BAZA

KOLEKTOR

EMITER

p-n-p

BAZA

KOLEKTOR

EMITER

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

P n

Nośniki mniejszościowe

E

np0 pn0

Prąd nasycenia

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

Prąd płynący przez złącze p-n spolaryzowane w kierunku zaporowym

zależy od koncentracji nośników mniejszościowych po obu stronach złącza

n

pn

p

npS L

nDL

pDqAI 00

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

P nnp0

pn0 EWzrost koncentracji

nośników mniejszościowych skutkuje wzrostem wartości prądu

nasycenia

IS

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

Jak zwiększyć koncentrację nośników mniejszościowych docierających do

obszaru złącza p-n?1. Poprzez wywołanie zjawiska generacji par

elektron dziura2. Poprzez „dobudowanie”, spolaryzowanego

w kierunku przewodzenia, złącza p-n

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

P nhfhfhfhf

Generacja par elektron-dziura

np0

np>np0

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

np0P n

vv

np>np0n

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

p n

vv

n

emiter baza kolektorE B C

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

p-n-p

E

C

B

n-p-n

E

C

B

E E

C

B

(KOLEKTOR)

(EMITER)

(BAZA) np

p

C

B

(KOLEKTOR)

(EMITER)

(BAZA)

n

np

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY)

p n

vv

n

złącze E-B złącze B-C

E

CBE

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY)

p n

vv

n

złącze E-B złącze B-C

E

CBE

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY)

p n

vv

n

złącze E-B złącze B-C

E

CBE

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY)

p n

vv

n

złącze E-B złącze B-C

E

CBE

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY)

p n

vv

n

złącze E-B złącze B-C

E

CBE

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (DRYFTOWY)

n

vv

n

złącze E-B złącze B-C

EE

CBE

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY– ZASADA DZIAŁANIA

1. Złącze E-B, spolaryzowane w kierunku przewodzenia, wprowadza do obszaru bazy nośniki mniejszościowe

2. Nośniki te dyfundują, poprzez bazę, w tranzystorze bezdryftowym, lub są unoszone w tranzystorze dryftowym

3. Po dotarciu do, spolaryzowanego w kierunku zaporowym, złącza B-C, nośniki są unoszone przez obszar złącza

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

p nn

E B C

UBE

IE IC

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

IE IC

UBE

BEC

EC

BEE

UfIIIUfI

Napięcie baza-emiter (UBE )

steruje prądem kolektora ( IC)

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy Elektroniczne

TRANZYSTOR BIPOLARNYWZMACNIACZ

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY – WZMACNIACZ

„Wzmacniacz jest przyrządem umożliwiającym sterowanie większej mocy

– mniejszą”Do uzyskania efektu wzmocnienia konieczne

są dwie rzeczy:- źródło energii, - przyrząd do sterowania przepływu tej

energii „wzmacniacz”

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY – WZMACNIACZ

Załóżmy, że spolaryzowane w kierunku przewodzenia złącze EMITER-BAZA jest reprezentowane przez rezystor o wartości

100Ω

100Ω

Wartość prądu:

AVRUIE 1.0

10010

Rozpraszana moc:

WWRIP 11000122

0.1A10V

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY – WZMACNIACZ

Załóżmy, że spolaryzowane w kierunku zaporowym złącze BAZA-KOLEKTOR jest reprezentowane przez rezystor o

wartości 10kΩ

10kΩ

Wartość prądu:

AII EC 1.0Rozpraszana moc:

WWRIP 100100000122

0.1A

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY – WZMACNIACZ

W rezultacie, tracąc 1W mocy tranzystor pozwala na sterowanie sygnałem o mocy 100W

100W1W

p nn

emiter baza kolektor

E B C

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

W rzeczywistości, część nośników (elektronów) rekombinuje z dziurami w obszarze bazy, co, ze względu na neutralność elektryczną obszaru bazy, wymusza dopływ

niewielkiego prądu dziurowego do bazy

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

IB

CB

EB

EC

IIIIII

emiter baza kolektor

IE IC

n np

Strumień elektronów

Strumień dziur

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY-ZALEŻNOŚCI

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

BEC

CEB

CBE

IIIIIIIII

IE IC

IB

E B C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY- DEFINICJE

PARAMETRÓW

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Wzmocnienie prądowe (dla prądu stałego) – parametr βDC

Stosunek prądu kolektora do prądu emitera (dla prądu stałego)

– parametr αDC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY-ZALEŻNOŚCI

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

2002021

DC

fDC

B

CDC

hhII

IE IC

IB

E B C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY-ZALEŻNOŚCI

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

99.095.0

DC

E

CDC I

I

IE IC

IB

E B C

Elementy ElektroniczneElementy Elektroniczne

TRANZYSTOR BIPOLARNY

WYKRESY PASMOWE

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY- WYKRES PASMOWY

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

n nP

n nP

WF

WC

WV

W

x

Wi

n n

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY- WYKRES PASMOWY

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

n nPUE UC

n nPWFWC

WV

W

x

Wi qUE

qUC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

UKŁADY POLARYZACJI

(WSPÓLNA BAZA)

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁADY POLARYZACJI

UE< UB< UC

IE IC

E C

B

n n

p

IB

WB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁADY POLARYZACJI

UE> UB> UC

IE IC

E C

Bn

pp

IB

WB

Elementy ElektroniczneElementy Elektroniczne

PRZEPŁYW STRUMIENIA NOŚNIKÓW PRZEZ

TRANZYSTOR BIPOLARNY

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRZEPŁYW STRUMIENIA NOSNIKÓW PRZEZ STRUKTURĘ TRANZYSTORA

emiter baza kolektor

n np

100% 92%÷98%

2%÷8%

WB

Strumień elektronów

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneTRANZYSTOR BIPOLARNY

UKŁADY POLARYZACJI

(WSPÓLNY EMITER)

Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁADY POLARYZACJI

IE

IC

E

CBn

np

IB

WERC

RBUBB

UCC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁADY POLARYZACJI

IE

IC

E

CB

p

pn

IB

WERC

RBUBB

UCC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRZEPŁYW STRUMIENIA NOSNIKÓW PRZEZ STRUKTURĘ TRANZYSTORA

2%÷8%

WEem

iter ba

za

kole

ktor

n

npSt

rum

ień

elek

tron

ów

92%÷98%

100%

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – STANY PRACY

Ponieważ każde złącze może być polaryzowane na dwa sposoby:

Złącze B-E(kier.przewodzenia) UBE(+)

Złącze B-E(kierunek zaporowy) UBE(-)

Złącze B-C(kier.przewodzenia) UBC(+)

Złącze B-C(kierunek zaporowy) UBE(-)

istnieją cztery stany pracy tranzystora

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – STANY PRACY

przewodzenie

prze

wod

zeni

e

zaporowy

zapo

row

y

(+)UBC

(-)UBC

(+)UBE(-)UBE

aktywny normalny

aktywny inwersyjny nasycenia

zatkania

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY

CZWÓRNIK

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK NIELINIOWY

CZWÓRNIK NIELINIOWY

I1 I2

U1 U2

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK NIELINIOWY

CZWÓRNIK NIELINIOWY

I1 I2

U1 U2

Równania impedancyjne

212

211

,,

IIfUIIfU

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK NIELINIOWY

CZWÓRNIK NIELINIOWY

I1 I2

U1 U2

Równania admitancyjne

212

211

,,UUfIUUfI

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK NIELINIOWY

I1 I2

CZWÓRNIK NIELINIOWYU1 U2

Równania mieszane

212

211

,,UIfIUIfU

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTKI

TRANZYSTOR BIPOLARNY

CHARAKTERYSTYKI

układ WB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyka wejściowa

212

211

,,UIfIUIfU

WB

constUEEBconstU CBIfUIfU

211

B

I1=IE I2=IC

U1=UEB U2=UCB

B

E

B

C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB)

12

8

4

0.3 0.6

-IE [mA]

UEB [V]

-UCB=0UCB=5WEJŚCIOWACharakterystyka

wejściowa:

podobna kształtem do charakterystyki złącza p-n spolaryzowanego w kierunku przewodzenia

UEB=f(IE) dla UCB=const

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyka wyjściowa

212

211

,,UIfIUIfU

WB

constICBCconstI EUfIUfI

122

B

I1=IE I2=IC

U1=UEB U2=UCB

B

E

B

C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB)

4 8

-IC [mA]

-UCB [V]

WYJŚCIOWACharakterystyka wyjściowa:

podobna kształtem do charakterystyki złącza p-n spolaryzowanego w kierunku zaporowym

IC=f(UCB) dla IE=const

2 6

IE=9 [mA]

IE=6 [mA]

IE=3 [mA]

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyka przejściowa

212

211

,,UIfIUIfU

WB

constUECconstU CBIfIIfI

212

B

I1=IE I2=IC

U1=UEB U2=UCB

B

E

B

C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB)

9

-IC [mA]

IE [mA]

PRZEJŚCIOWACharakterystyka przejściowa: Przedstawia zależności pomiędzy prądami na wejściu i wyjściu czwórnika

IC=f(IE) dla UCB=const

3 6

|-UCB|>0V

UCB=0V

3

6

9

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyka sprzęż. zwrotnego

212

211

,,UIfIUIfU

WB

constICBEBconstI EUfUUfU

121

B

I1=IE I2=IC

U1=UEB U2=UCB

B

E

B

C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB)

0.6

0.4

0.2

8 10

UBE [V]

-UCB [V]

IE=12mA

SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO

Charakterystyka sprzężenia zwrotnego: przedstawia wpływ napięcia wyjściowego na napięcie wejściowe

UBE=f(UCB) dla IE=const

642

IE=6mAIE=0mA

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB)

WYJŚCIOWAPRZEJŚCIOWA

WEJŚCIOWA ZWROTNA

IC [mA]

IE=-10mA

IE [mA]

UCB [V]

UEB

[mV]

IE=-8mA

IE=-6mA

IE=-4mAIE=-2mA

IE=-10mA

IE=-5mAIE=-3mAIE=-1mA

UCB =5VUCB =0V

UCB =5V

UCB =0V

246810

-200

-400

-600

-800

-5-10 2 4 6 8

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTKI

TRANZYSTOR BIPOLARNY

CHARAKTERYSTYKI

układ WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyka wejściowa

212

211

,,UIfIUIfU

WE

constUBBEconstU CEIfUIfU

211

B

I1=IB I2=IC

U1=UBE U2=UCE

E E

B C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE)

120

80

40

0.3 0.6

-IB [µA]

UBE [V]

UCE>0UCE=0WEJŚCIOWACharakterystyka

wejściowa:

podobna kształtem do charakterystyki złącza p-n spolaryzowanego w kierunku przewodzenia

UBE=f(IB) dla UCE=const

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyka wyjściowa

212

211

,,UIfIUIfU

WE

constICECconstI BUfIUfI

122

B

I1=IB I2=IC

U1=UBE U2=UCE

E E

B C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE)

4 8

-IC [mA]

-UCE [V]

WYJŚCIOWACharakterystyka wyjściowa:

podobna kształtem do charakterystyki złącza p-n spolaryzowanego w kierunku zaporowym

IC=f(UCE) dla IB=const

2 6

IB=60 [μA]

IB=40 [μA]

IB=20 [μA]

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyka przejściowa

212

211

,,UIfIUIfU

WE

constUBCconstU CEIfIIfI

212

B

I1=IB I2=IC

U1=UBE U2=UCE

E E

B C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE)

100

-IC [mA]

IB [μA]

PRZEJŚCIOWACharakterystyka przejściowa: Przedstawia zależności pomiędzy prądami na wejściu i wyjściu czwórnika

IC=f(IB) dla UCE=const

20 60

|-UCE|>0V

UCE=0V3

6

9

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI

Charakterystyka sprzęż. zwrotnego

212

211

,,UIfIUIfU

WE

constICEBEconstI BUfUUfU

121

B

I1=IB I2=IC

U1=UBE U2=UCE

E E

B C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE)

0.6

0.4

0.2

8 10

UBE [V]

-UCE [V]

IB=120μASPRZĘŻENIA ZWROTNEGOCharakterystyka

sprzężenia zwrotnego: przedstawia wpływ napięcia wyjściowego na napięcie wejściowe

UBE=f(UCE) dla IB=const

642

IB=40μA

IB=0

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE)

WYJŚCIOWAPRZEJŚCIOWA

WEJŚCIOWA ZWROTNA

IC [mA] IB=1.00mA

IB [mA]

UCE [V]

UEB

[mV]

IB=0.75mA

IB=0.50mA

IB=0.25mA

IB=0mA

IB=1.0mA

IB=0.2mA

UCE =10VUCE =2V

UCE =10V

UCE =2V

20406080

100

0.2

0.4

0.6

0.8

0.51.0 2 4 6 8

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

TRANZYSTOR BIPOLARNY

PARAMETRY STATYCZNE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

Charakterystyki prądowo-napięciowe tranzystora pozwalają na określenie parametrów statycznych

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

CHARAKTERYSTYKA WYJŚCIOWA

TRANZYSTORA W UKŁADZIE WB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

Parametry statyczne ukazują ograniczenia dozwolonego obszaru pracy aktywnej tranzystora bipolarnego

IE=1mA

IE=2mA

IC

UCB

IE=3mA

IE=4mAWB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

1. Moc admisyjna P=U·I

IE=1mA

IE=2mA

IC

UCB

IE=3mA

IE=4mA

P=IU

WB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

2. Prąd maksymalny ICmax

IE=1mA

IE=2mA

IC

UCB

IE=3mA

IE=4mA

P=IU

ICmaxWB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

3. Napięcie maksymalne UCBmax

IE=1mA

IE=2mA

IC

UCB

IE=3mA

IE=4mA

P=IU

ICmax

UCBmax

WB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

4. Prąd „zerowy” ICB0

ICBO

IE=1mA

IE=2mA

IC

UCB

IE=3mA

IE=4mA

P=IU

ICmax

UCBmax

WB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

5. Napięcie nasycenia UCB=0

ICBO

IE=1mA

IE=2mA

UCB

IE=3mA

IE=4mA

P=IU

UCBmax

ICICmax

UCB=0

WB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

Obszary pracy tranzystora –aktywny, odcięcia, nasycenia

ICBO

IE=1mA

IE=2mA

UCB

IE=3mA

IE=4mAIC

NAS

YCEN

IE

ODCIĘCIE

AKTYWNY

WB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

CHARAKTERYSTYKA WYJŚCIOWA

TRANZYSTORA W UKŁADZIE WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

Parametry statyczne ukazują ograniczenia dozwolonego obszaru pracy aktywnej tranzystora bipolarnego

IB=10μA

IC

UCE

IB=20μA

IB=30μA

IB=50μAWE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

1. Moc admisyjna P=U·I

IB=10μA

IC

UCE

IB=20μA

IB=30μA

IB=50μA

P=IU

WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

2. Prąd maksymalny ICmax

IB=10μA

IC

UCE

IB=20μA

IB=30μA

IB=50μA

P=IU

ICmaxWE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

3. Napięcie maksymalne UCEmax

IB=10μA

IC

UCE

IB=20μA

IB=30μA

IB=50μA

P=IU

ICmaxWE

UCEmax

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

4. Prąd „zerowy” ICE0

IB=10μA

IC

UCE

IB=20μA

IB=30μA

IB=50μA

P=IU

ICmaxWE

UCEmax

ICEO

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

5. Napięcie nasycenia UCEsat

IB=10μA

IC

UCE

IB=20μA

IB=30μA

IB=50μA

P=IU

ICmaxWE

UCEmax

ICEO

UCEsat

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE

Obszary pracy tranzystora –aktywny, odcięcia, nasycenia

IB=10μA

IC

UCE

IB=20μA

IB=30μA

IB=50μAWE

ICEO

AKTYWNY

ODCIĘCIE

NAS

YCEN

IE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE

PRĄDY ZEROWE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE

PRĄD ICB0

ICB0

BC

E

RC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE

PRĄD ICB0

ICB0

n

np

EB

C

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE

PRĄD ICE0

ICE0

BC

E

RC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE

PRĄD ICE0

ICE0

n

np

E

B

CICB0

βICB0

ICE0

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE

PRĄD ICE0

00

00

000

1

CBCE

CBCE

CBCBDCCE

IIII

III

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY

UKŁAD POLARYZACJI TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁAD POLARYZACJI

B C

E

RC

RB UCC

UBB

WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁAD POLARYZACJI

UCC

UBB

B C

E

RC

RB

IC

IB

WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁAD POLARYZACJI

UBB

B C

E

RC

RB UCC

IC

IB

UCE

UBE

UCB

WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁAD POLARYZACJI

CECCCC

BEBBBB

URIUURIU

ECB III ,,

CBCEBE UUU ,,UCC

UBB

RC

RB

IC

IB

UCE

UBE

UCB

IE

WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – RÓWNANIA

B

BEBBB

B

BEBBB

BEBBBB

IUUR

RUUI

URIU

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – RÓWNANIA

B

BBB

B

BBB

IVUR

RVUI

7.0

7.0

Dla tranzystora krzemowego

VU BE 7.0

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – RÓWNANIA

CCCCCE

C

CECCC

CECCCC

RIUUR

UUI

URIU

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY

KSZTAŁT CHARAKTERSYTYKI

WYJŚCIOWEJ TRANZYSTORA

PRACUJĄCEGO W UKŁADZIE WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY– IC=f(UCE)

n E

n

p B

CRC

RB

UBB

UCC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

UCEUCEmax

IC

0.7VA

B C

Obszar aktywny Obszar przebiciaObszar nasycenia

określony prąd bazy IB

Charakterystyka wyjściowa

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

n E

n

p B

CRC

RB

UBB UCC=0

Punkt -AUCB

UBE

przewodzenie

przewodzenie

0.7V

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

1. Napięcie UBB jest na tyle duże, ze wywołuje przepływ prądu IB. Napięcie UCC jest równe zero.

2. Oba złącza BAZA-EMITER i BAZA-KOLEKTOR są spolaryzowane w kierunku przewodzenia. Ponieważ potencjał na BAZIE jest równy 0.7V, a potencjały EMITERA i KOLEKTORA wynoszą 0V

3. Ze względu na mniejszą rezystancję ścieżki prąd bazy zamyka się przez złącze BAZA-EMITER

4. W rezultacie prąd kolektora:

IC=0

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

STAN PRACY:

NASYCENIE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

UCEUCEmax

IC

0.7VA

B C

Obszar aktywny Obszar przebiciaObszar nasycenia

określony prąd bazy IB

Charakterystyka wyjściowa

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY– IC=f(UCE)

n E

n

p B

CRC

RB

UBB UCC

A-BUCB

UBE

przew.

przew.

0.7V

UCE

mniejszy niż na bazie

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

Emiter

Kolektor

BazaPo

tenc

jał

NISKI

WYSOKI

n

n

PZłącze BAZA-KOLEKTOR przewodzenie

Złącze EMITER-

BAZA przewodzenie

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)1. Napięcie UBB pozostaje na niezmienionym poziomie,

Napięcie UCC zaczyna wzrastać, ale potencjał KOLEKTORA jest stale niższy niż potencjał BAZY

2. Oba złącza BAZA-EMITER i BAZA-KOLEKTOR są nadal spolaryzowane w kierunku przewodzenia (ponieważ potencjał na BAZIE jest równy 0.7V, potencjał EMITERA wynosi 0V, a potencjał kolektora jest niższy niż BAZY)

3. Oba złącza, EMITER-BAZA i BAZA-KOLEKTOR wprowadzają nośniki (elektrony) do obszaru bazy

4. W rezultacie prąd kolektora IC rośnie wraz ze wzrostem napięcia UCC (UCE)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

STAN PRACY:

AKTYWNY

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

UCEUCEmax

IC

0.7VA

B C

Obszar aktywny Obszar przebiciaObszar nasycenia

określony prąd bazy IB

Charakterystyka wyjściowa

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY– IC=f(UCE)

n Ep B

CRC

RB

UBB UCC

B-CUCB

UBE

zaporowy

przew.

0.7V

UCEn

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

Emiter

Kolektor

Baza

Pote

ncja

ł

NISKI

WYSOKI n

nP

Złącze BAZA-KOLEKTOR

zaporowy

Złącze EMITER-

BAZA przewodzenie

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)1. Napięcie UBB pozostaje na niezmienionym poziomie,

Napięcie UCC wzrasta i przewyższa potencjał BAZY

2. Gdy napięcie UCE przekroczy wartość 0.7V następuje przełączenie złącza KOLEKTOR-BAZA z polaryzacji w kierunku przewodzenia na kierunek zaporowy

3. W tym momencie tranzystor wchodzi w aktywny stan pracy

4. W tym stanie pracy duże zmiany napięcia UCE nie wpływają już znacząco na wartość prądu kolektora IC, ponieważ o jego wartości decyduje teraz złącze BAZA-KOLEKTOR spolaryzowane w kierunku zaporowym (prąd płynący przez złącze spolaryzowane w kierunku zaporowym nie zależy od wartości napięcia polaryzującego w szerokim zakresie tego napięcia)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

STAN PRACY:

PRZEBICIE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

UCEUCEmax

IC

0.7VA

B C

Obszar aktywny Obszar przebiciaObszar nasycenia

określony prąd bazy IB

Charakterystyka wyjściowa

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

1. Zbyt wysoka wartość napięcia UCC powoduje pojawienie się przebicia złącza p-n (spolaryzowanego w kierunku zaporowym złącza BAZA-KOLEKTOR), co w konsekwencji prowadzi do gwałtownego wzrostu wartości prądu IC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY

CHARAKTERSYTYKA WYJŚCIOWA

TRANZYSTORA

UKŁAD WE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

UCEUCEmax

IC

Obszar aktywny

Obs

zar p

rzeb

icia

Obs

zar n

asyc

enia

Charakterystyka wyjściowa

Obszar odcięcia

ICmax

IB0

IB1

IB2

IB3

IB4

IB5

IB6

IB6> IB5> IB4> IB3> IB2> IB1> IB0

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

PROSTA OBCIĄŻENIA

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

RC

B C

E

RB UCC

UBB

WE

IC

UCE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

CCCECC

CECCCC

UURIURIU

C

CCCE

CC R

UUR

I 1

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

C

CCCE

CC R

UUR

I 1

bmxy

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

C

CCCE

CC R

UUR

I 1

C

CCC

CE

RUI

U

01

CCCE

C

UUI

02

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB41

2UCE=UCCUCE=0

IC=0

IC= UCC

RCm=-1/RC

współczynnik kierunkowy

prostej

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

Zmiana prądu bazy, czyli „przejście” na charakterystykę IC=f(UCE)

odpowiadającą danej wartości IB pozwala na przesuwanie punktu pracy

z obszaru odcięcia, poprzez zakres aktywny normalny do obszaru

nasycenia

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

UCE1

IC1

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

UCE2

IC2

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

UCE3

IC3

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

UCE4

IC4

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

UCE5

IC5

IB5

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

UCE(sat)

IC(sat)

IB5

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

Dalsze zwiększanie prądu bazy, czyli „przechodzenie” na kolejne

charakterystyki IC=f(UCE) dla IB=const nie powoduje już widocznego przesunięcia punktu pracy

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

Obserwujemy sytuację, gdy ustala się prąd kolektora na poziomie zbliżonym do

maksymalnej wartości prądu kolektora:

CCCCC RUII /max a napięcie UCE osiąga minimalną wartość

określaną jako „napięcie nasycenia”:

)(satCECE UU

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY - KLUCZ

PRZEŁĄCZANIE TRANZYSTORA

PRACA TRANZYSTORA BIPOLARNEGO W CHARAKTERZE

„KLUCZA”

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

odcięcie

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

odcięcie

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

odcięcie

nasy

ceni

e

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

odcięcie

nasy

ceni

e

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

odcięcie

nasy

ceni

e

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF)

PRZEŁĄCZANIE TRANZYSTORA

PRACA TRANZYSTORA W OBSZARZE ODCIĘCIA

(CUTOFF)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF)

RC

BC

E

RB UCC

WE

ICE0

UCE= UCC

IB=0

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF)

1. Jeżeli wartość prądu bazy IB=0 – tranzystor jest w obszarze (w stanie) odcięcia (cutoff)

2. W tym stanie pracy oba złącza (B-E i B-C) są spolaryzowane zaporowo

3. Przez strukturę płynie niewielki prąd ICE0 (na skutek generacji termicznej nośników), który może być pominięty

4. W rezultacie napięcie UCE=UCC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF)

UCC

RC

UCC

UCE= UCC

BC

E

RB

IB=0

IC=0

wewy

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF)

UCC

wewy

01

niskiewysokie

we wyUCE=UCC

IB=0IC=0

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION)

PRZEŁĄCZANIE TRANZYSTORA

PRACA TRANZYSTORA W OBSZARZE NASYCENIA

(SATURATION)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION)

RC

BC

E

RB

UCC

WE

IC

UCE= UCC - ICRC

IB

UBB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION)

1. Złącze BAZA-EMITER jest polaryzowane w kierunku przewodzenia

2. Rośnie prąd bazy IB

3. Wzrost prądu bazy wywołuje prąd kolektora IC=βIB

4. Wzrost prądu kolektora powoduje spadek napięcia UCE=UCC-ICRC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIA (SATURATION)

5. Spadek napięcia UCE doprowadza do sytuacji przełączenia złącza BAZA-KOLEKTOR w kierunku przewodzenia. Ma to miejsce wówczas gdy UCE=UCE(sat).

Tranzystor wchodzi w stan nasycenia6. W stanie nasycenia prąd kolektora nie

wzrasta osiągając maksymalną wartość: IC=(UCC-UCE(sat))/RC=UCC/RC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION)

5. Jeżeli tranzystor znajduje się w stanie nasycenia, wówczas dalsze zwiększanie prądu bazy IB nie powoduje już wzrostu prądu kolektora – ponieważ w obszarze nasycenia nie obowiązuje zależność

IC=βIB

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION)

we

UCC

RCIC=UCC/RCRC

UCC

UCE= 0B

C

E

RB

IB

IC

wyIE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION)

UCC

wewy 0

1niskie

wysokie

we wyUCE=0

IBIC

IE

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ

IB1

IC

UCE

IB2

IB3

IB4

UCC

ICmax

IB0

odcięcie

nasy

ceni

e

Klucz otwarty

Klucz zamknięty

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY

TRANZYSTOR BIPOLARNY

CZWÓRNIK LINIOWY

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY

Analiza pracy tranzystora bipolarnego dla prądu zmiennego

jest złożona

Przyjęto, że dla małych amplitud prądu zmiennego parametry

tranzystora nie zależą od amplitudy tego prądu

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY

Tranzystor bipolarny – czwórnik liniowy

CZWÓRNIK LINIOWYu1 u2

i2i1

i1, i2, u1, u2 – chwilowe wartości prądów i napięć małych sygnałów zmiennych

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY

CZWÓRNIK LINIOWY

i1 i2

u1 u2

Równania impedancyjne

2221212

2121111

izizuizizu

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY

CZWÓRNIK LINIOWY

i1 i2

u1 u2

Równania admitancyjne

2221212

2121111

uyuyiuyuyi

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY

i1 i2

CZWÓRNIK LINIOWYu1 u2

Równania mieszane (hybrydowe)

2221212

2121111

uhihiuhihu

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY

iC

Równania mieszane (hybrydowe)

CeBeC

CeBeB

uhihiuhihu

2221

1211

iBCZWÓRNIK LINIOWY

uB uCB

EC

E

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY hij

OKREŚLANIE PARAMETRÓW TYPU hij

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h11e (WE)

PARAMETR h11e

IMPEDANCJA WEJŚCIOWA(UKŁAD WE)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h11e

iB

uBB

Be i

uh 11

CeBeC

CeBeB

uhihiuhihu

2221

1211

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h11e (WE)

Sposób wyznaczania impedancji wejściowej z charakterystyk wejściowych tranzystora UBE=f(IB) dla UCE=const

-IB [µA]120

80

40

0.3 0.6 UBE [V]

UCE>0UCE=0WEJŚCIOWA

ΔUBE

ΔIB

constUB

BEe CEI

Uh

11

h11e – kilka kiloomów

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h12e (WE)

PARAMETR h12e

WSPÓŁCZYNNIK SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO

(UKŁAD WE)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h12e

C

Be u

uh 12

CeBeC

CeBeB

uhihiuhihu

2221

1211

iB=0uB

uC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h12e (WE)

UBE [V]

Sposób wyznaczania współczynnika sprzężenia zwrotnego z charakterystyk sprzężenia zwrotnego UBE=f(UCE) dla IB=const

0.6

0.4

0.2

8 10 -UCE [V]

IB=120μASPRZĘŻENIA ZWROTNEGO

642

IB=40μA

IB=0

ΔUCE ΔUBE

constICE

BEe BU

Uh

12

h12e – (0.1÷8) 10-4

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h21e (WE)

PARAMETR h21e

ZWARCIOWY WSPÓŁCZYNNIK WZMOCNIENIA PRĄDOWEGO

(UKŁAD WE)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h21e

B

Ce i

ih 21

CeBeC

CeBeB

uhihiuhihu

2221

1211

iB

uC=0

iC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h21e (WE)

Sposób wyznaczania zwarciowego współczynnika wzmocnienia prądowego z charakterystyk przejściowych tranzystora IC=f(IB)

dla UCE=const

100

-IC [mA]

IB [μA]

PRZEJŚCIOWA

20 60

|-UCE|>0V

UCE=0V3

6

9

ΔIB

ΔIC

constUB

Ce CEI

Ih

21

h21e – 20÷200

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY –PARAMETR h22e (WE)

PARAMETR h22e

ADMITANCJA WYJŚCIOWA(UKŁAD WE)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h22e

C

Ce u

ih 22

CeBeC

CeBeB

uhihiuhihu

2221

1211

iB=0uC

iC

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h22e (WE)

Sposób wyznaczania admitancji wyjściowej z charakterystyk wyjściowych tranzystora IC=f(UCE) dla IB=const

4 8

-IC [mA]

-UCE [V]

WYJŚCIOWA

2 6

IB=60 [μA]

IB=20 [μA]

IB=0

ΔUCE ΔIC

constICE

Ce BU

Ih

22

h22e – (10÷100) μS

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY hij

PARAMETRY TYPU hij

SymbolSymbol SymbolSymbol OpisOpis

hh1111 hhii Impedancja wejściowa Impedancja wejściowa ((iinput impedancenput impedance))

hh1212 hhrr Wsp. sprzężenia zwrot. Wsp. sprzężenia zwrot. ((voltage voltage rratioatio))

hh2121 hhff Wsp. wzmocnienia prąd. Wsp. wzmocnienia prąd. ((fforward current gainorward current gain))

hh2222 hhoo Admitancja wyjściowa Admitancja wyjściowa ((ooutput admitanceutput admitance))

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY hij

PARAMETRY TYPU hij

WEWE eeWBWB bbWCWC cc

układ pracyukład pracy parametry hparametry hwspólny emiterwspólny emiter hhieie, , hhrere, , hhfefe, , hhoeoe,,

wspólna bazawspólna baza hhibib, , hhrbrb, , hhfbfb, , hhobob,,

wspólny kolektorwspólny kolektor hhicic, , hhrcrc, , hhfcfc, , hhococ,,

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY hij

PARAMETRY TYPU hij

CCoe

BCfe

CBre

BBie

uih

iihuuhiuh

/

///

CCob

ECfb

CErb

EEib

uih

iihuuhiuh

/

///

EEoc

BEfc

EBrc

BBic

uih

iihuuhiuh

/

///

Wspólny emiter Wspólna baza Wspólny kolektor

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY

PORÓWNANIE PARAMETRÓW βDC I βac

IC

IB

ICQ

IBQ

Q

0

IC

IB

ΔIC

ΔIB

Q (IC, IB)

0

BCDC II / BCac II /

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

SCHEMAT ZASTĘPCZY TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

WYKORZYSTUJĄCY PARAMETRY TYPU h

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

SCHEMAT ZASTĘPCZY - OGÓLNY

iwe

hi

hruwy hf iwe ho uwy

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

SCHEMAT ZASTĘPCZY – UKŁAD WE

iB

hie

hreuC hfe iB hoe uC

baza kolektor

emiter

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

SCHEMAT ZASTĘPCZY – UKŁAD WB

iE

hib

hrbuC hfb iE hob uC

baza

kolektoremiter

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

TRANZYSTOR BIPOLARNY PARAMETRY TYPU „r”

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

parametrparametr opisopis

ααacac Parametr alfa (ac) (iParametr alfa (ac) (iCC/i/iEE))

ββacac Parametr beta (ac) (iParametr beta (ac) (iCC/i/iBB))

r`r`ee Rezystancja emitera (ac)Rezystancja emitera (ac)

r`r`bb Rezystancja bazy (ac)Rezystancja bazy (ac)

r`r`cc Rezystancja kolektora (ac)Rezystancja kolektora (ac)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

SCHEMAT ZASTĘPCZY TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

WYKORZYSTUJĄCY PARAMETRY TYPU „r”

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)r

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

Kolektorre`

rc`

rb`ie ib

αac ieEmiter

Baza

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)r

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

Uproszczenie schematu zastępczego:

1. Ze względu na niewielkie wartości rezystancji bazy, można „rezystor bazowy” w schemacie zastępczym pominąć (zwarcie)

2. Ze względu na duże, rzędu setek kiloomów wartości rezystancji kolektora, można „rezystor kolektorowy” pominąć (rozwarcie)

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)r

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

Kolektorre`αac ie=βac ib

Emiter

Baza

rb` - zwarcie, rc` - rozwarcie

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)r

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

Rezystancja emitera re`

O wartości tej rezystancji decyduje rezystancja (różniczkowa) złącza p-n spolaryzowanego w

kierunku przewodzenia, dla określonego punktu pracy IE (T=300K)

Ee ImVr /8,25,

Elementy ElektroniczneElementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl)r

TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY

C

E

B

re`

βac ib

C

E

B

βac ib

re`ib