1 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY n-p-n BAZA KOLEKTOR EMITER p-n-p

2 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY P n E Prąd nasycenia Nośniki mniejszościowe np0 pn0

3 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY Prąd płynący przez złącze p-n spolaryzowane w kierunku zaporowym zależy od koncentracji nośników mniejszościowych po obu stronach złącza

4 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY np0 P n pn0 E Wzrost koncentracji nośników mniejszościowych skutkuje wzrostem wartości prądu nasycenia IS

5 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY Jak zwiększyć koncentrację nośników mniejszościowych docierających do obszaru złącza p-n? Poprzez wywołanie zjawiska generacji par elektron dziura Poprzez „dobudowanie”, spolaryzowanego w kierunku przewodzenia, złącza p-n

6 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY hf np0 hf P n np>np0 hf hf Generacja par elektron-dziura

7 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( Elementy Elektroniczne Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY np0 P n v np>np0

8 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY p n v emiter baza kolektor E B C

9 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY n-p-n E C B p-n-p E C B E C B (KOLEKTOR) (EMITER) (BAZA) n p

10 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY) E B C złącze E-B złącze B-C n n p E v v

11 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY) E B C złącze E-B złącze B-C n n p E v v

12 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY) E B C złącze E-B złącze B-C n n p E v v

13 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY) E B C złącze E-B złącze B-C n n p E v v

14 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (BEZDRYFTOWY) E B C złącze E-B złącze B-C n n p E v v

15 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TR. BIPOLAR.– ZASADA DZIAŁANIA (DRYFTOWY) E B C złącze E-B złącze B-C n n E E v v

16 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY– ZASADA DZIAŁANIA Złącze E-B, spolaryzowane w kierunku przewodzenia, wprowadza do obszaru bazy nośniki mniejszościowe Nośniki te dyfundują, poprzez bazę, w tranzystorze bezdryftowym, lub są unoszone w tranzystorze dryftowym Po dotarciu do, spolaryzowanego w kierunku zaporowym, złącza B-C, nośniki są unoszone przez obszar złącza

17 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY p n E B C UBE IE IC

18 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY IE IC UBE Napięcie baza-emiter (UBE ) steruje prądem kolektora ( IC)

19 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY WZMACNIACZ

20 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR 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”

21 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – WZMACNIACZ Załóżmy, że spolaryzowane w kierunku przewodzenia złącze EMITER-BAZA jest reprezentowane przez rezystor o wartości 100Ω Wartość prądu: 10V 0.1A 100Ω Rozpraszana moc:

22 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – WZMACNIACZ Załóżmy, że spolaryzowane w kierunku zaporowym złącze BAZA-KOLEKTOR jest reprezentowane przez rezystor o wartości 10kΩ Wartość prądu: 0.1A 10kΩ Rozpraszana moc:

23 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – WZMACNIACZ W rezultacie, tracąc 1W mocy tranzystor pozwala na sterowanie sygnałem o mocy 100W 1W 100W E B C emiter baza kolektor n p n

24 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR 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 emiter baza kolektor IE IC n p Strumień elektronów Strumień dziur IB

25 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY-ZALEŻNOŚCI E B C IE IC IB

26 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY- DEFINICJE PARAMETRÓW Wzmocnienie prądowe (dla prądu stałego) – parametr βDC Stosunek prądu kolektora do prądu emitera (dla prądu stałego) – parametr αDC

27 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY-ZALEŻNOŚCI E B C IE IC IB

28 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY-ZALEŻNOŚCI E B C IE IC IB

29 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY WYKRESY PASMOWE

30 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY- WYKRES PASMOWY n P n P WF WC WV W x Wi

31 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY- WYKRES PASMOWY n P UE UC n P WF WC WV W x Wi qUE qUC

32 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY UKŁADY POLARYZACJI (WSPÓLNA BAZA)

33 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁADY POLARYZACJI WB UE< UB< UC IE IC E C B n p IB

34 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁADY POLARYZACJI WB UE> UB> UC IE IC E C B n p IB

35 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( PRZEPŁYW STRUMIENIA NOŚNIKÓW PRZEZ TRANZYSTOR BIPOLARNY

36 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRZEPŁYW STRUMIENIA NOSNIKÓW PRZEZ STRUKTURĘ TRANZYSTORA emiter baza kolektor n p 100% 92%÷98% 2%÷8% WB Strumień elektronów

37 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY UKŁADY POLARYZACJI (WSPÓLNY EMITER)

38 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁADY POLARYZACJI IE IC E C B n p IB WE RC RB UBB UCC

39 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁADY POLARYZACJI IE IC E C B p n IB WE RC RB UBB UCC

40 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRZEPŁYW STRUMIENIA NOSNIKÓW PRZEZ STRUKTURĘ TRANZYSTORA WE 92%÷98% n kolektor Strumień elektronów p baza n emiter 100% 2%÷8%

41 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( 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

42 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – STANY PRACY przewodzenie zaporowy (+)UBC (-)UBC (+)UBE (-)UBE aktywny normalny aktywny inwersyjny nasycenia zatkania

43 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY CZWÓRNIK

44 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK NIELINIOWY CZWÓRNIK NIELINIOWY I1 I2 U1 U2

45 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK NIELINIOWY I2 I1 CZWÓRNIK NIELINIOWY U2 U1 Równania impedancyjne

46 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK NIELINIOWY I2 I1 CZWÓRNIK NIELINIOWY U2 U1 Równania admitancyjne

47 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK NIELINIOWY I2 I1 CZWÓRNIK NIELINIOWY U1 U2 Równania mieszane

48 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTKI TRANZYSTOR BIPOLARNY CHARAKTERYSTYKI układ WB

49 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI WB B I1=IE I2=IC U1=UEB U2=UCB E C Charakterystyka wejściowa

50 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB) -IE [mA] Charakterystyka wejściowa: podobna kształtem do charakterystyki złącza p-n spolaryzowanego w kierunku przewodzenia WEJŚCIOWA -UCB=0 UCB=5 12 8 4 UEB [V] 0.3 0.6 UEB=f(IE) dla UCB=const

51 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI WB B I1=IE I2=IC U1=UEB U2=UCB E C Charakterystyka wyjściowa

52 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB) -IC [mA] Charakterystyka wyjściowa: podobna kształtem do charakterystyki złącza p-n spolaryzowanego w kierunku zaporowym WYJŚCIOWA IE=9 [mA] IE=6 [mA] IE=3 [mA] -UCB [V] 2 4 6 8 IC=f(UCB) dla IE=const

53 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI WB B I1=IE I2=IC U1=UEB U2=UCB E C Charakterystyka przejściowa

54 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB) -IC [mA] Charakterystyka przejściowa: Przedstawia zależności pomiędzy prądami na wejściu i wyjściu czwórnika PRZEJŚCIOWA 9 |-UCB|>0V 6 UCB=0V 3 IE [mA] 3 6 9 IC=f(IE) dla UCB=const

55 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI WB B I1=IE I2=IC U1=UEB U2=UCB E C Charakterystyka sprzęż. zwrotnego

56 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB) UBE [V] Charakterystyka sprzężenia zwrotnego: przedstawia wpływ napięcia wyjściowego na napięcie wejściowe SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO 0.6 0.4 IE=12mA 0.2 IE=6mA IE=0mA -UCB [V] 2 4 6 8 10 UBE=f(UCB) dla IE=const

57 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WB) WYJŚCIOWA PRZEJŚCIOWA WEJŚCIOWA ZWROTNA IC [mA] IE=-10mA IE [mA] UCB [V] UEB [mV] IE=-8mA IE=-6mA IE=-4mA IE=-2mA IE=-5mA IE=-3mA IE=-1mA UCB =5V UCB =0V 2 4 6 8 10 -200 -400 -600 -800 -5 -10

58 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTKI TRANZYSTOR BIPOLARNY CHARAKTERYSTYKI układ WE

59 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI WE B I2=IC I1=IB B C E E Charakterystyka wejściowa U1=UBE U2=UCE

60 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE) -IB [µA] Charakterystyka wejściowa: podobna kształtem do charakterystyki złącza p-n spolaryzowanego w kierunku przewodzenia WEJŚCIOWA UCE=0 UCE>0 120 80 40 UBE [V] 0.3 0.6 UBE=f(IB) dla UCE=const

61 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI WE B I2=IC I1=IB B C E E Charakterystyka wyjściowa U1=UBE U2=UCE

62 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE) -IC [mA] Charakterystyka wyjściowa: podobna kształtem do charakterystyki złącza p-n spolaryzowanego w kierunku zaporowym WYJŚCIOWA IB=60 [μA] IB=40 [μA] IB=20 [μA] -UCE [V] 2 4 6 8 IC=f(UCE) dla IB=const

63 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI WE B I2=IC I1=IB B C E E Charakterystyka przejściowa U1=UBE U2=UCE

64 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE) -IC [mA] Charakterystyka przejściowa: Przedstawia zależności pomiędzy prądami na wejściu i wyjściu czwórnika PRZEJŚCIOWA 9 |-UCE|>0V 6 UCE=0V 3 IB [μA] 20 60 100 IC=f(IB) dla UCE=const

65 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI WE B I2=IC I1=IB B C E E Charakterystyka sprzęż. zwrotnego U1=UBE U2=UCE

66 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE) SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO UBE [V] Charakterystyka sprzężenia zwrotnego: przedstawia wpływ napięcia wyjściowego na napięcie wejściowe IB=120μA 0.6 IB=40μA 0.4 IB=0 0.2 -UCE [V] 2 4 6 8 10 UBE=f(UCE) dla IB=const

67 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CHARAKTERYSTYKI (WE) IB=1.00mA IC [mA] PRZEJŚCIOWA WYJŚCIOWA IB=0.75mA 100 UCE =10V IB=0.50mA 80 UCE =2V 60 IB=0.25mA 40 IB=0mA 20 IB [mA] 1.0 0.5 2 4 6 8 UCE [V] 0.2 0.4 0.6 IB=0.2mA UCE =2V 0.8 IB=1.0mA UCE =10V UEB [mV] ZWROTNA WEJŚCIOWA

68 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE TRANZYSTOR BIPOLARNY PARAMETRY STATYCZNE

69 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE Charakterystyki prądowo-napięciowe tranzystora pozwalają na określenie parametrów statycznych

70 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE CHARAKTERYSTYKA WYJŚCIOWA TRANZYSTORA W UKŁADZIE WB

71 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE Parametry statyczne ukazują ograniczenia dozwolonego obszaru pracy aktywnej tranzystora bipolarnego IC IE=4mA WB IE=3mA IE=2mA IE=1mA UCB

72 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 1. Moc admisyjna P=U·I IC IE=4mA WB IE=3mA P=IU IE=2mA IE=1mA UCB

73 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 2. Prąd maksymalny ICmax IC IE=4mA WB ICmax IE=3mA P=IU IE=2mA IE=1mA UCB

74 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 3. Napięcie maksymalne UCBmax IC IE=4mA WB ICmax IE=3mA P=IU IE=2mA IE=1mA UCBmax UCB

75 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 4. Prąd „zerowy” ICB0 IC IE=4mA WB ICmax IE=3mA P=IU IE=2mA IE=1mA ICBO UCBmax UCB

76 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 5. Napięcie nasycenia UCB=0 IC IE=4mA WB ICmax IE=3mA P=IU IE=2mA IE=1mA ICBO UCB=0 UCBmax UCB

77 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE Obszary pracy tranzystora –aktywny, odcięcia, nasycenia IC IE=4mA WB IE=3mA NASYCENIE IE=2mA AKTYWNY IE=1mA ICBO UCB ODCIĘCIE

78 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE CHARAKTERYSTYKA WYJŚCIOWA TRANZYSTORA W UKŁADZIE WE

79 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE Parametry statyczne ukazują ograniczenia dozwolonego obszaru pracy aktywnej tranzystora bipolarnego IC IB=50μA WE IB=30μA IB=20μA IB=10μA UCE

80 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 1. Moc admisyjna P=U·I IC IB=50μA WE IB=30μA P=IU IB=20μA IB=10μA UCE

81 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 2. Prąd maksymalny ICmax IC IB=50μA WE ICmax IB=30μA P=IU IB=20μA IB=10μA UCE

82 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 3. Napięcie maksymalne UCEmax IC IB=50μA WE ICmax IB=30μA P=IU IB=20μA IB=10μA UCEmax UCE

83 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 4. Prąd „zerowy” ICE0 IC IB=50μA WE ICmax IB=30μA P=IU IB=20μA IB=10μA ICEO UCEmax UCE

84 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE 5. Napięcie nasycenia UCEsat IC IB=50μA WE ICmax IB=30μA P=IU IB=20μA IB=10μA ICEO UCEsat UCEmax UCE

85 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY STATYCZNE Obszary pracy tranzystora –aktywny, odcięcia, nasycenia IC IB=50μA WE IB=30μA NASYCENIE IB=20μA AKTYWNY IB=10μA ICEO UCE ODCIĘCIE

86 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE PRĄDY ZEROWE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

87 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE PRĄD ICB0 ICB0 B C E RC

88 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE PRĄD ICB0 ICB0 n p E B C

89 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE PRĄD ICE0 ICE0 B C E RC

90 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE PRĄD ICE0 ICE0 n p E B C ICB0 βICB0

91 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PRĄDY ZEROWE PRĄD ICE0

92 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY UKŁAD POLARYZACJI TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

93 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁAD POLARYZACJI WE B C E RC RB UCC UBB

94 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁAD POLARYZACJI B C E RC RB IC IB WE UCC UBB

95 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁAD POLARYZACJI B C E RC RB UCC IC IB UCE UBE UCB WE UBB

96 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – UKŁAD POLARYZACJI WE UCC UBB RC RB IC IB UCE UBE UCB IE

97 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – RÓWNANIA

98 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – RÓWNANIA Dla tranzystora krzemowego

99 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – RÓWNANIA

100 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY KSZTAŁT CHARAKTERSYTYKI WYJŚCIOWEJ TRANZYSTORA PRACUJĄCEGO W UKŁADZIE WE

101 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY– IC=f(UCE) RC C n UBB p B RB n E UCC

102 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Charakterystyka wyjściowa IC B C określony prąd bazy IB A 0.7V UCEmax UCE Obszar nasycenia Obszar aktywny Obszar przebicia

103 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Punkt -A RC UCB C n UBB UCC=0 przewodzenie B p RB przewodzenie n E 0.7V UBE

104 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Napięcie UBB jest na tyle duże, ze wywołuje przepływ prądu IB. Napięcie UCC jest równe zero. 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 Ze względu na mniejszą rezystancję ścieżki prąd bazy zamyka się przez złącze BAZA-EMITER W rezultacie prąd kolektora: IC=0

105 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) STAN PRACY: NASYCENIE

106 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Charakterystyka wyjściowa IC B C określony prąd bazy IB A 0.7V UCEmax UCE Obszar nasycenia Obszar aktywny Obszar przebicia

107 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY– IC=f(UCE) mniejszy niż na bazie A-B RC UCB C n UBB UCE przew. UCC B p RB przew. n E 0.7V UBE

108 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Baza Złącze BAZA-KOLEKTOR przewodzenie P WYSOKI Złącze EMITER-BAZA przewodzenie n Kolektor Potencjał n NISKI Emiter

109 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Napięcie UBB pozostaje na niezmienionym poziomie, Napięcie UCC zaczyna wzrastać, ale potencjał KOLEKTORA jest stale niższy niż potencjał BAZY 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) Oba złącza, EMITER-BAZA i BAZA-KOLEKTOR wprowadzają nośniki (elektrony) do obszaru bazy W rezultacie prąd kolektora IC rośnie wraz ze wzrostem napięcia UCC (UCE)

110 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) STAN PRACY: AKTYWNY

111 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Charakterystyka wyjściowa IC B C określony prąd bazy IB A 0.7V UCEmax UCE Obszar nasycenia Obszar aktywny Obszar przebicia

112 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY– IC=f(UCE) B-C RC UCB C n UBB UCE zaporowy UCC B p RB przew. n E 0.7V UBE

113 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Kolektor Złącze BAZA-KOLEKTOR zaporowy n WYSOKI Baza P Potencjał n Złącze EMITER-BAZA przewodzenie NISKI Emiter

114 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Napięcie UBB pozostaje na niezmienionym poziomie, Napięcie UCC wzrasta i przewyższa potencjał BAZY Gdy napięcie UCE przekroczy wartość 0.7V następuje przełączenie złącza KOLEKTOR-BAZA z polaryzacji w kierunku przewodzenia na kierunek zaporowy W tym momencie tranzystor wchodzi w aktywny stan pracy 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)

115 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) STAN PRACY: PRZEBICIE

116 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Charakterystyka wyjściowa IC B C określony prąd bazy IB A 0.7V UCEmax UCE Obszar nasycenia Obszar aktywny Obszar przebicia

117 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) 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

118 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY CHARAKTERSYTYKA WYJŚCIOWA TRANZYSTORA UKŁAD WE

119 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Charakterystyka wyjściowa IC ICmax IB6 IB5 IB4 IB3 Obszar aktywny Obszar nasycenia Obszar przebicia IB2 IB1 IB0 Obszar odcięcia UCEmax UCE IB6> IB5> IB4> IB3> IB2> IB1> IB0

120 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) PROSTA OBCIĄŻENIA

121 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) RC B C E RB UCC UBB WE IC UCE

122 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

123 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE)

124 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) 1 2

125 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) IC IB4 1 współczynnik kierunkowy prostej UCC IC= IB3 RC m=-1/RC IB2 2 IB1 IC=0 UCE UCE=0 UCE=UCC

126 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( 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

127 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) IC IB4 ICmax IB3 IB2 IB1 IB0 UCE UCC

128 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) IC IB4 ICmax IB3 IB2 IB1 IC1 IB0 UCE1 UCE UCC

129 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) IC IB4 ICmax IB3 IB2 IC2 IB1 IB0 UCE2 UCE UCC

130 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) IC IB4 ICmax IB3 IC3 IB2 IB1 IB0 UCE3 UCE UCC

131 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) IC IB4 ICmax IB3 IC4 IB2 IB1 IB0 UCE4 UCE UCC

132 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) IB5 IC IB4 ICmax IB3 IC5 IB2 IB1 IB0 UCE5 UCE UCC

133 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) IB5 IC IB4 ICmax IB3 IC(sat) IB2 IB1 IB0 UCE(sat) UCE UCC

134 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( 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

135 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – IC=f(UCE) Obserwujemy sytuację, gdy ustala się prąd kolektora na poziomie zbliżonym do maksymalnej wartości prądu kolektora: a napięcie UCE osiąga minimalną wartość określaną jako „napięcie nasycenia”:

136 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY - KLUCZ PRZEŁĄCZANIE TRANZYSTORA PRACA TRANZYSTORA BIPOLARNEGO W CHARAKTERZE „KLUCZA”

137 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ IC IB4 ICmax IB3 IB2 IB1 IB0 UCE UCC odcięcie

138 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ IC IB4 ICmax IB3 IB2 IB1 IB0 UCE UCC odcięcie

139 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ IC IB4 ICmax IB3 nasycenie IB2 IB1 IB0 UCE UCC odcięcie

140 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ IC IB4 ICmax IB3 nasycenie IB2 IB1 IB0 UCE UCC odcięcie

141 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ IC IB4 ICmax IB3 nasycenie IB2 IB1 IB0 UCE UCC odcięcie

142 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF) PRZEŁĄCZANIE TRANZYSTORA PRACA TRANZYSTORA W OBSZARZE ODCIĘCIA (CUTOFF)

143 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF) RC WE C ICE0 RB B UCC UCE= UCC IB=0 E

144 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF) Jeżeli wartość prądu bazy IB=0 – tranzystor jest w obszarze (w stanie) odcięcia (cutoff) W tym stanie pracy oba złącza (B-E i B-C) są spolaryzowane zaporowo Przez strukturę płynie niewielki prąd ICE0 (na skutek generacji termicznej nośników), który może być pominięty W rezultacie napięcie UCE=UCC

145 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF) RC UCC UCE= UCC B C E RB IB=0 IC=0 we wy UCC

146 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – ODCIĘCIE (CUTOFF) UCC we wy UCE=UCC IB=0 IC=0 we wy 1 niskie wysokie

147 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION) PRZEŁĄCZANIE TRANZYSTORA PRACA TRANZYSTORA W OBSZARZE NASYCENIA (SATURATION)

148 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION) RC B C E RB UCC WE IC UCE= UCC - ICRC IB UBB

149 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION) Złącze BAZA-EMITER jest polaryzowane w kierunku przewodzenia Rośnie prąd bazy IB Wzrost prądu bazy wywołuje prąd kolektora IC=βIB Wzrost prądu kolektora powoduje spadek napięcia UCE=UCC-ICRC

150 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( 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 nasycenia 6. W stanie nasycenia prąd kolektora nie wzrasta osiągając maksymalną wartość: IC=(UCC-UCE(sat))/RC=UCC/RC

151 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( 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

152 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION) RC UCC UCE= 0 B C E RB IB IC wy IE UCC RC IC=UCC/RC we

153 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – NASYCENIE (SATURATION) UCC we wy UCE=0 IB IC IE we wy 1 niskie wysokie

154 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – KLUCZ IB1 IC UCE IB2 IB3 IB4 UCC ICmax IB0 odcięcie nasycenie Klucz otwarty Klucz zamknięty

155 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY TRANZYSTOR BIPOLARNY CZWÓRNIK LINIOWY

156 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( 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

157 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY Tranzystor bipolarny – czwórnik liniowy i2 i1 CZWÓRNIK LINIOWY u2 u1 i1, i2, u1, u2 – chwilowe wartości prądów i napięć małych sygnałów zmiennych

158 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY i2 i1 CZWÓRNIK LINIOWY u2 u1 Równania impedancyjne

159 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY i2 i1 CZWÓRNIK LINIOWY u2 u1 Równania admitancyjne

160 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY i2 i1 CZWÓRNIK LINIOWY u1 u2 Równania mieszane (hybrydowe)

161 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – CZWÓRNIK LINIOWY iC iB CZWÓRNIK LINIOWY uB uC B E C Równania mieszane (hybrydowe)

162 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY hij OKREŚLANIE PARAMETRÓW TYPU hij

163 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h11e (WE) PARAMETR h11e IMPEDANCJA WEJŚCIOWA (UKŁAD WE)

164 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h11e iB uB

165 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h11e (WE) -IB [µA] 120 80 40 0.3 0.6 UBE [V] UCE>0 UCE=0 WEJŚCIOWA ΔUBE ΔIB h11e – kilka kiloomów Sposób wyznaczania impedancji wejściowej z charakterystyk wejściowych tranzystora UBE=f(IB) dla UCE=const

166 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h12e (WE) PARAMETR h12e WSPÓŁCZYNNIK SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO (UKŁAD WE)

167 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h12e iB=0 uB uC

168 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h12e (WE) h12e – (0.1÷8) 10 -4 0.6 0.4 0.2 8 10 -UCE [V] IB=120μA SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO 6 4 2 IB=40μA IB=0 ΔUCE ΔUBE UBE [V] Sposób wyznaczania współczynnika sprzężenia zwrotnego z charakterystyk sprzężenia zwrotnego UBE=f(UCE) dla IB=const

169 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h21e (WE) PARAMETR h21e ZWARCIOWY WSPÓŁCZYNNIK WZMOCNIENIA PRĄDOWEGO (UKŁAD WE)

170 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h21e iB uC=0 iC

171 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h21e (WE) 100 -IC [mA] IB [μA] PRZEJŚCIOWA 20 60 |-UCE|>0V UCE=0V 3 6 9 ΔIB ΔIC h21e – 20÷200 Sposób wyznaczania zwarciowego współczynnika wzmocnienia prądowego z charakterystyk przejściowych tranzystora IC=f(IB) dla UCE=const

172 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY –PARAMETR h22e (WE) PARAMETR h22e ADMITANCJA WYJŚCIOWA (UKŁAD WE)

173 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h22e iB=0 uC iC

174 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETR h22e (WE) 4 8 -IC [mA] -UCE [V] WYJŚCIOWA 2 6 IB=60 [μA] IB=20 [μA] IB=0 ΔUCE ΔIC h22e – (10÷100) μS Sposób wyznaczania admitancji wyjściowej z charakterystyk wyjściowych tranzystora IC=f(UCE) dla IB=const

175 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY hij PARAMETRY TYPU hij Symbol Opis h11 hi Impedancja wejściowa (input impedance) h12 hr Wsp. sprzężenia zwrot. (voltage ratio) h21 hf Wsp. wzmocnienia prąd. (forward current gain) h22 ho Admitancja wyjściowa (output admitance)

176 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY hij PARAMETRY TYPU hij WE e WB b WC c układ pracy parametry h wspólny emiter hie, hre, hfe, hoe, wspólna baza hib, hrb, hfb, hob, wspólny kolektor hic, hrc, hfc, hoc,

177 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY hij PARAMETRY TYPU hij Wspólny emiter Wspólna baza Wspólny kolektor

178 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – PARAMETRY PORÓWNANIE PARAMETRÓW βDC I βac IC IB ICQ IBQ Q IC IB ΔIC ΔIB Q (IC, IB)

179 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY SCHEMAT ZASTĘPCZY TRANZYSTORA BIPOLARNEGO WYKORZYSTUJĄCY PARAMETRY TYPU h

180 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY SCHEMAT ZASTĘPCZY - OGÓLNY iwe hi hruwy hf iwe ho uwy

181 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY SCHEMAT ZASTĘPCZY – UKŁAD WE iB hie hreuC hfe iB hoe uC baza kolektor emiter

182 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY SCHEMAT ZASTĘPCZY – UKŁAD WB iE hib hrbuC hfb iE hob uC baza kolektor emiter

183 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY TRANZYSTOR BIPOLARNY PARAMETRY TYPU „r”

184 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY parametr opis αac Parametr alfa (ac) (iC/iE) βac Parametr beta (ac) (iC/iB) r`e Rezystancja emitera (ac) r`b Rezystancja bazy (ac) r`c Rezystancja kolektora (ac)

185 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY SCHEMAT ZASTĘPCZY TRANZYSTORA BIPOLARNEGO WYKORZYSTUJĄCY PARAMETRY TYPU „r”

186 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY re` rc` rb` ie ib αac ie Emiter Baza Kolektor

187 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY Uproszczenie schematu zastępczego: Ze względu na niewielkie wartości rezystancji bazy, można „rezystor bazowy” w schemacie zastępczym pominąć (zwarcie) Ze względu na duże, rzędu setek kiloomów wartości rezystancji kolektora, można „rezystor kolektorowy” pominąć (rozwarcie)

188 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY Kolektor re` αac ie=βac ib Emiter Baza rb` - zwarcie, rc` - rozwarcie

189 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( 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)

190 Elementy ElektroniczneDr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, Gliwice ( TRANZYSTOR BIPOLARNY – SCHEMAT ZASTĘPCZY C E B re` βac ib C E B βac ib re` ib