Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

I E0
I B0
I C0
R f U F0
2.4. AZ ERŐSÍTÉS MECHANIZMUSA (EGY ELVI JELENTŐSÉGŰ PÉLDA) 19
I E0
I B0
I C0
U BE0
u BE
U t
2.8. ábra. Az aktív eszköz üzembe helyezése.
U BE0
u BE
U t
2.9. ábra. Az aktív eszköz üzembe helyezése.
2.4. Az erősítés mechanizmusa (egy elvi jelentőségű példa)
Vizsgáljuk meg azt, hogy egy bipoláris tranzisztor esetében milyen feladatokat kell megoldani ahhoz,
hogy az eszköz képes legyen a generátor jelét erősíteni. Az aktív eszközt először üzembe kell helyezni,
utána csatolni kell hozzá a fogyasztót, végül vezérelni kell az eszközt a generátorral. Ezeket a
feladatokat egy bipoláris n-p-n tranzisztor esetében mutatjuk be.
1. A vezérelhető eszköz üzembe helyezése
Ahhoz, hogy egy bipoláris n-p-n tranzisztor az úgynevezett normál aktív tartományban működjön,
a tranzisztort a 2.8. ábra szerint kell feszültség alá helyezni.
A tranzisztor bázis-emitter diódáját nyitó, a bázis-kollektor diódáját pedig záró irányban kell előfeszíteni.
A nyitáshoz a bázis-emitter diódára pozitív U BE0 feszültséget kapcsolunk, ami az
( ) )
uBE
i E = I S0
(exp −1
(2.13)
U T
karakterisztikájú bázis-emitter diódán
( ) ) ( )
UBE0 UBE0
I E0 = I S0
(exp −1 ≃ I S0 exp
U T U T
(2.14)
áramot hoz létre. A dióda (tranzisztor) nyitásához szükséges feszültség értéke az
U BE0 = U T ln I E0 +I S0
I S0
≃ U T ln I E0
I S0
(2.15)
egyenletből határozható meg, ami kisáramú szilícium eszközök esetén széles áramtartományban a
600 − 700mV értékek közé esik, mivel I S0 = 10 −13 − 10 −14 A és U T ≃ 26 mV. A normál aktív
üzemmódhoz a tranzisztor bázis-kollektor diódáját záró irányba kell előfeszíteni, erre szolgál az U t
telepfeszültség, amely a rendszerben a tápforrás szerepét tölti be. A tranzisztor munkaponti áramai
között az (I CB0 = 0 esetén) az
I C0 = AI E0 (2.16)