Seminar 4 S4 Tranzistorul bipolar în regim variabil. Structuri ... - Andrei

Tranzistorul bipolar în regim variabil. Structuri echivalente Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 4
electronica.geniu.ro
Seminar 4
S4.1 Tranzistoare echivalente
S4 Tranzistorul bipolar în regim variabil.
Structuri echivalente
Considerând parametrii h12 şi h22 neglijabili, atunci schema echivalentă a
tranzistorului bipolar în regim dinamic corespunzător reprezentării în conexiune EC, este:
I1
B C
U1
h11 h21I1
E
O structură formată dintr-un tranzistor şi o rezistenţă, care păstrează 3 borne poate fi
echivalată cu un nou tranzistor, numit tranzistor echivalent.
T R
T’
tranzistor + rezistenţă => tranzistor echivalent
Există 6 tipuri de asemenea structuri care formează tranzistoare echivalente:
4.1.1 Tranzistor înseriat în bază cu o rezistenţă
B
B’
U’ 1
E’
R
I’1
B
UR
C’=C
T
E’=E
T’
h'
h'
- 1 -
11
21
I2
U
=
I
I
=
I
E
1
1
1
1 1
U2
= 0
1
2
1
1 1
U2
= 0
U2
U R + U1
R1I
1 + h11I1
= = = R + h
I'
I
I
=
I
R I1
I’ = I2
B
C’=C
U1
E
h11
h21I1
2
1
1
= h
U’2 = U2
E’=E
21
1
h'
h'
11
21
= R + h
= h
21
11
11

Tranzistorul bipolar în regim variabil. Structuri echivalente Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 4
electronica.geniu.ro
4.1.2 Tranzistor înseriat în emitor cu o rezistenţă
B’=B
h'
h'
11
21
U
=
I
I
=
I
1
1
1
1 1
U 2 = 0
1
2
1
1 1
U 2 = 0
C’=C
E’
U
=
I
=
I
2
1
T
R
1
E
+ U
I
1
= h
21
h
=
4.1.3 Tranzistor înseriat în colector cu o rezistenţă
R
T’
11
4.1.4 Tranzistor cu o rezistenţă în paralel între bază şi emitor
R
C’=C
B’=B T
B’#B
U’ 1 = U 1
E’=E
B’#B
I’ 1
E’=E
B
E
I R
R
I 1
T’
I
1
+ ( I1
+ h
I
1
1
11
21
C C’
E’#E
T
h 11
R
RI
I
R
B’=B
= h
- 2 -
I1)
R
= h
T’
I
R
=
R + h
I’ = I
2 2
h 21 I 1
1
11
⇒ h'
1
11
11
I'
⇒ h'
C’=C
+ ( h
U
=
21
+ 1)
R
h'
h'
11
21
h'
h'
11
21
= h
= h
11
= h
11
= h
1
1
1
I1
=
1
U 2 = 0 R
1
I 2
21 = 1
I1
1
U 2 = 0
=
U’ = U
2 2
E’=E
21
U1
I + I
h'
h'
21
1
I 2
R + h
R
11
21
+ ( h
11
I
21
R
=
R + h
1
C’=C
h11 U2
U1 h21I1
E
I1
U’1 UR
R
E’
I2
E
R
=
R + h
+ 1)
R
11
R
=
R + h
11
11
h
h
h
11
R
=
R + h
11
U’2
21
11
h
21

Tranzistorul bipolar în regim variabil. Structuri echivalente Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 4
electronica.geniu.ro
4.1.5 Tranzistor cu o rezistenţă în paralel între bază şi colector
B’#B
R
T
E’#E
C’#C
T’
4.1.6 Tranzistor cu o rezistenţă în paralel între colector şi emitor
S4.2 Impedanţe dinamice
O structură formată dintr-un tranzistor şi o rezistenţă, şi care prezintă două borne
poate fi echivalată cu o rezistenţă, numită impedanţă dinamică. Întâlnim două tipuri de
impedanţe dinamice:
4.2.1 cu rezistenţă între bază şi colector (emitorul liber)
R
4.2.2 cu rezistenţă între bază şi emitor (colectorul liber)
R
B
A
B
A
T
T
h'
h'
11
21
=
h
11
= h
21
- 3 -
A
B
A
B
h'
h'
11
21
RT
RT
R
=
R + h
11
R
=
R + h
11
h
11
⎛
⎜h
⎝
B’#B
21
h11
⎞ R
− ⎟ ≅
R ⎠ R + h
T
R
AB
E’#E
C’=C
11
R
h
21
h11
+ R
RAB = RBA
= RT
=
h + 1
21
= RBA
= RT
= ∞
T’

Tranzistorul bipolar în regim variabil. Structuri echivalente Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 4
electronica.geniu.ro
S4.3 Tranzistoare compuse
O structură formată din două sau mai multe tranzistore şi care păstrează 3 borne poate
fi echivalată cu un nou tranzistor, numit tranzistor compus.
T’
Tranzistor + tranzistor => tranzistor compus
Cele mai cunoscute structuri de tranzistoare compuse sunt:
4.3.1 Darlington
4.3.2 Super D
4.3.3 Super G
4.3.4 Cascod
B*
B*
T D
B*
B*
T’
T”
T’
T’
T’
T”
T”
T”
E*
T”
- 4 -
E*
E*
E*
T *
C*
T SD
C*
C*
h
h
D
11
D
21
h
h
h
= h'
= h'
SD
11
SD
21
SG
11
11
21
= h'
+ ( h'
+ ( h'
11
= ( h'
= h'
21
21
21
+ ( h'
+ 1)
h"
+ 1)
h"
21
+ 1)
h"
T SG SG
h = h'
( h"
+ 1)
C*
T C
h
h
21
C
11
C
21
=
h'
= h'
11
11
21
21
21
21
21
11
21
+ 1)
h"
h"
21
≅ h'
h"
+ 1
11
21

Tranzistorul bipolar în regim variabil. Structuri echivalente Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 4
electronica.geniu.ro
S4.4 Tipuri de impedanţe de acces
U
Z =
I
a
a
4.4.1 Impedanţa văzută în baza unui tranzistor
Z = h + h + 1)
R
B
11
( 21
Impedanţa văzută în baza unui tranzistor este
întâlnită ca impedanţă de intrare.
RE este rezistenţa pe care o vede emitorul până la masă.
4.4.2 Impedanţa văzută în emitorul unui tranzistor
Z
E
h11
+ RB
=
h + 1
Impedanţa văzută în emitorul unui tranzistor
poate fi întâlnită atât ca impedanţă de intrare, cât şi ca
impedanţă de ieşire.
RB este rezistenţa pe care o vede baza până la masă.
4.4.3 Impedanţa văzută în colectorul unui tranzistor
Z C = ∞
Impedanţa văzută în colectorul unui tranzistor este
întâlnită ca impedanţă de ieşire.
S4.5 Transferul de tensiune
4.5.1 Transferul de tensiune printr-o rezistenţă
K
R
U
=
U
o
i
21
RS
=
R + R
S
E
- 5 -
Ua
Z
Ia
Ui
ZE
ZB
ZC
B
E
C
KR
R
RB
RB
RS
RE
Uo
RE

Tranzistorul bipolar în regim variabil. Structuri echivalente Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 4
electronica.geniu.ro
4.5.2 Transferul de tensiune pentru conexiunea EC
- emitor la masă:
A
T ( EM )
- sarcină distribuită:
h
= −
h
21 S
AT ( EC−SD)
= −
≅ −
h11
+ ( h21
+ 1)
RE
h
4.5.3 Transferul de tensiune pentru conexiunea BC
- bază la masă:
- baza comună
A
A
T ( BM )
T ( BM )
R
h
= +
h
21
11
21
11
R
R
S
S
h21
= +
h + R
4.5.4 Transferul de tensiune pentru conexiunea CC
pentru 21R
h11
A
T ( CC )
=
h
h S >> avem A ≅ 1.
T ( CC)
11
11
h
21
B
R
S
R
R
R
S
E
S
+ ( h21
+ 1)
RS
- 6 -
Ui
Ui
T
T
AT(EM)
AT(EM)
RE
RS
RS
Uo
Uo
Ui Uo
Ui
Ui
AT(BM)
T
AT(BC)
T
AT(CC)
T
RB
RE
RS
RS
RS
Uo
Uo

Tranzistorul bipolar în regim variabil. Structuri echivalente Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 4
electronica.geniu.ro
S4.6 Temă de casă
- 7 -