Pada bahagian ini kita akan menganalisis konfigurasi dasar umum BJT, dan belajar mengenai ciri-ciri titik pemanduannya, arus tepu terbalik, voltan asas ke pemancar dan menilai parameter melalui contoh yang diselesaikan secara praktikal. Pada bahagian-bahagian kemudian kami juga akan menganalisis bagaimana mengkonfigurasi litar penguat pangkalan biasa

Pengenalan

Simbol dan anotasi yang digunakan untuk mewakili konfigurasi pangkalan umum transistor di kebanyakan
buku dan panduan yang dicetak pada masa ini dapat dilihat dalam gambar di bawah yang ditunjukkan seperti Rajah 3.6 Ini mungkin berlaku untuk transistor pnp dan npn.

Rajah 3.6

3.4 Apa itu Konfigurasi Pangkalan Biasa

Istilah 'common-base' timbul dari kenyataan bahawa di sini dasar itu umum untuk kedua-dua peringkat input dan output dari susunan.

Selanjutnya, pangkalan biasanya menjadi terminal yang paling dekat dengan, atau di, potensi tanah.

Sepanjang perbualan kami di sini, semua arah semasa (Ampere) akan diambil berkenaan dengan arah aliran (lubang) konvensional dan bukan arah aliran elektron.

Pemilihan ini telah diputuskan terutama dengan keprihatinan bahawa sejumlah besar dokumen yang ditawarkan di organisasi akademik dan komersial menerapkan aliran konvensional, dan anak panah di setiap representasi elektronik memiliki jalan yang dikenal pasti dengan konvensi khusus ini.

Untuk sebarang transistor bipolar:

Tanda anak panah dalam simbol grafik menerangkan arah aliran arus pemancar (aliran konvensional) melintasi transistor.

Setiap arah semasa (Amp) yang ditunjukkan dalam Gambar 3.6 adalah arah yang asli seperti yang dicirikan oleh pemilihan aliran konvensional. Perhatikan dalam setiap kes bahawa IE = IC + IB.

Perhatikan juga bahawa bias (sumber voltan) yang dilaksanakan secara khusus untuk memastikan arus ke arah yang ditentukan untuk setiap saluran. Maknanya, bandingkan arah IE dengan polaritas atau VEE untuk setiap konfigurasi, dan juga bandingkan arah IC dengan polaritas VCC.

Untuk menggambarkan secara komprehensif tindakan unit tiga terminal, contohnya penguat asas sepunya dalam Rajah 3.6, menuntut 2 set sifat - satu untuk tempat pemanduan atau faktor input dan yang lain untuk pengeluaran bahagian.

Set input untuk penguat basis umum seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.7 menerapkan arus input (IE) ke input
voltan (VBE) untuk pelbagai julat voltan keluaran (VCB).

ciri-ciri titik pendorong untuk konfigurasi BJT pangkalan umum

The set output menerapkan arus keluaran (IC) untuk voltan keluaran (VCB) untuk berbagai rentang arus masukan (IE) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.8. Hasilnya, atau kumpulan ciri pengumpul, memiliki 3 elemen dasar yang menarik, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.8: kawasan aktif, pemotongan, dan tepu . Kawasan aktif akan menjadi kawasan yang biasanya berguna untuk penguat linier (tidak terdistorsi). Khususnya:

Di dalam kawasan aktif, simpang pemungut-pangkalan akan dipusingkan terbalik, sementara persimpangan pemancar asas-bias ke hadapan.

Kawasan aktif ditandai dengan konfigurasi biasing seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6. Di hujung bawah kawasan aktif arus pemancar (IE) akan menjadi sifar, arus pemungut berada dalam situasi ini hanya sebagai akibat daripada ICO arus tepu terbalik, seperti yang digambarkan pada Gambar 3.8.

ciri-ciri pengumpul konfigurasi asas-asas

ICO semasa sangat kecil (dimensi mikroamper) dalam dimensi dibandingkan dengan skala menegak IC (miliamper) sehingga ia dapat dilihat secara praktikal pada garis mendatar yang sama dengan IC = 0.

Pertimbangan litar yang ada ketika IE = 0 untuk penyediaan pangkalan-umum dapat dilihat pada Gambar 3.9. Anotasi yang paling sering digunakan untuk ICO pada lembar data dan lembaran spesifikasi adalah seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.9, ICBO. Berdasarkan kaedah reka bentuk yang unggul, tahap ICBO untuk transistor tujuan umum (terutamanya silikon) dalam julat daya rendah dan daya rendah biasanya sangat minimum sehingga pengaruhnya dapat dilupakan.

Namun demikian, untuk peranti kuasa yang lebih besar ICBO mungkin terus muncul dalam rangkaian mikroampere. Selanjutnya, ingat bahawa ICBO, seperti Adakah sekiranya dioda (keduanya arus kebocoran terbalik) mungkin rentan terhadap perubahan suhu.

Pada peningkatan suhu, kesan ICBO mungkin menjadi aspek penting kerana dapat meningkat dengan cepat sebagai tindak balas terhadap kenaikan suhu.

Ketahui dalam Rajah 3.8 semasa arus pemancar meningkat lebih dari sifar, arus pemungut naik ke tahap terutamanya setara dengan arus pemancar seperti yang ditentukan oleh hubungan transistor-arus asas.

Perhatikan juga bahawa terdapat pengaruh VCB yang tidak berkesan terhadap arus pemungut untuk kawasan aktif. Bentuk melengkung jelas menunjukkan bahawa perkiraan awal hubungan antara IE dan IC di kawasan aktif dapat ditunjukkan sebagai:

Seperti yang disimpulkan dari judulnya sendiri, wilayah pemotongan dipahami sebagai lokasi di mana arus pemungut adalah 0 A, seperti yang diungkapkan pada Gambar 3.8. Selanjutnya:

Di kawasan pemotongan, simpang pemungut dan pemancar asas transistor cenderung berada dalam mod bias terbalik.

Kawasan saturasi dikenal pasti sebagai bahagian ciri di seberang kiri VCB = 0 V. Skala mendatar di kawasan ini telah diperbesar untuk secara jelas memperlihatkan peningkatan luar biasa yang dibuat pada atribut di wilayah ini. Perhatikan kenaikan eksponensial arus pemungut sebagai tindak balas kepada kenaikan voltan VCB ke arah 0 V.

Persimpangan pemungut-pangkalan dan pemancar-asas dapat dilihat sebagai bias ke hadapan di kawasan tepu.

Ciri-ciri input Gambar 3.7 menunjukkan kepada anda bahawa untuk sebarang voltan pengumpul (VCB) yang telah ditentukan, arus pemancar meningkat sedemikian rupa sehingga sangat menyerupai ciri-ciri dioda.

Sebenarnya, kesan kenaikan VCB cenderung sangat minimum pada ciri-ciri sehingga untuk setiap penilaian awal, perbezaan yang disebabkan oleh variasi dalam VCB dapat diabaikan dan ciri-ciri tersebut sebenarnya dapat ditunjukkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.10a di bawah.

Oleh itu, jika kita menggunakan teknik sepotong-linier, ini akan menghasilkan ciri-ciri seperti yang dinyatakan dalam Gambar 3.10b.

Menaikkan tahap satu ini, dan mengabaikan kemiringan lengkung dan akibatnya rintangan yang dihasilkan kerana persimpangan bias ke depan akan membawa kepada ciri-ciri seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.10c.

Untuk semua penyelidikan masa depan yang akan dibincangkan di laman web ini, reka bentuk setara dengan Gambar 3.10c akan dilaksanakan untuk semua penilaian litar transistor dc. Artinya, setiap kali BJT dalam status 'melakukan', voltan dasar-ke-pemancar akan dipertimbangkan seperti yang dinyatakan dalam persamaan berikut: VBE = 0.7 V (3.4).

Untuk meletakkannya secara berbeza, pengaruh perubahan nilai VCB bersama dengan kemiringan ciri input akan cenderung diabaikan ketika kita berusaha untuk menilai konfigurasi BJT sedemikian rupa yang dapat membantu kita memperoleh perkiraan yang optimal terhadap tindak balas sebenar, tanpa terlalu banyak melibatkan diri kita dengan parameter yang mungkin kurang penting.

Rajah 3.10

Kita semua harus benar-benar menghayati penegasan yang dinyatakan dalam ciri-ciri di atas pada Rajah 3.10c. Mereka menentukan bahawa dengan transistor dalam keadaan 'aktif' atau aktif voltan yang bergerak dari dasar ke pemancar akan menjadi 0,7 V untuk sejumlah arus pemancar seperti yang diatur oleh rangkaian litar luaran yang berkaitan.

Untuk lebih tepat, untuk sebarang eksperimen awal dengan rangkaian BJT dalam konfigurasi dc, pengguna kini dapat dengan cepat menentukan bahawa voltan melalui dasar ke pemancar adalah 0,7 V semasa peranti berada di kawasan aktif - ini dapat dianggap sebagai sangat inti penting untuk semua analisis dc kami yang akan dibincangkan dalam artikel kami yang akan datang ..

Menyelesaikan Contoh Praktikal (3.1)

Pada bahagian di atas, kami mempelajari apa itu konfigurasi asas-umum mengenai hubungan antara arus asas I C dan arus pemancar I ADALAH BJT dalam bahagian 3.4. Dengan merujuk pada artikel ini, kita sekarang dapat merancang konfigurasi yang memungkinkan BJT untuk menguatkan arus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.12 di bawah rangkaian penguat dasar biasa.

Tetapi sebelum menyiasatnya, penting bagi kita untuk mengetahui apa itu alpha (α).

Alpha (a)

Dalam konfigurasi BJT pangkalan umum dalam mod dc, kerana pengaruh pembawa majoriti, I semasa C dan saya ADALAH membentuk hubungan yang dinyatakan dengan kuantiti alpha, dan ditunjukkan sebagai:

a dc = Saya C / Saya ADALAH -------------------- (3.5)

di mana saya C dan saya ADALAH adalah tahap semasa di titik operasi . Walaupun ciri di atas menunjukkan bahawa α = 1, dalam peranti dan eksperimen sebenar kuantiti ini boleh berada di sekitar 0,9 hingga 0,99, dan dalam kebanyakan kes ini akan menghampiri nilai maksimum julat.

Oleh kerana fakta bahawa di sini alpha ditakrifkan secara khusus untuk pembawa majoriti, Persamaan 3.2 yang telah kita pelajari di bab sebelumnya sekarang boleh ditulis sebagai:

Merujuk kepada ciri dalam graf Rajah 3.8 , bila saya ADALAH = 0 mA, I C nilai seterusnya menjadi = I CBO.

Walau bagaimanapun, dari perbincangan kami sebelumnya, kami mengetahui bahawa tahap I CBO selalunya minimum, dan oleh itu menjadi hampir tidak dapat dikenal pasti dalam graf 3.8.

Maknanya, setiap kali saya ADALAH = 0 mA dalam graf yang disebutkan di atas, I C juga berubah menjadi 0 mA untuk V CB julat nilai.

Apabila kita mempertimbangkan isyarat ac, di mana titik operasi bergerak di atas lekukan ciri, ac alpha boleh ditulis sebagai:

Terdapat beberapa nama formal yang diberikan kepada ac alpha iaitu: titik asas, faktor penguat, litar pintas. Sebab-sebab untuk nama-nama ini akan menjadi lebih jelas pada bab-bab yang akan datang sambil menilai litar BJT yang setara.

Pada tahap ini kita dapati bahawa Persamaan 3.7 di atas mengesahkan bahawa variasi arus pemungut yang agak sederhana dibahagikan dengan perubahan yang dihasilkan dalam I ADALAH , sementara pemungut-ke-pangkalan berada pada skala tetap.

Dalam keadaan majoriti, kuantiti a dan dan a dc hampir sama memungkinkan pertukaran besar antara satu sama lain.

Penguat Pangkalan Biasa

Tindakan penguat voltan asas konfigurasi pangkalan biasa.

Penderitaan dc tidak ditunjukkan dalam gambar di atas kerana tujuan sebenar kami adalah untuk menganalisis tindak balas ac sahaja.

Seperti yang kita ketahui dalam catatan sebelumnya mengenai konfigurasi asas sepunya , rintangan ac input seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.7 kelihatan cukup minimum dan berbeza-beza biasanya dalam jarak 10 dan 100 ohm. Sementara dalam bab yang sama kita juga melihat pada Gambar 3.8 rintangan output dalam rangkaian pangkalan biasa kelihatan sangat tinggi, yang biasanya bervariasi dalam julat 50 k hingga 1 M Ohm.

Perbezaan nilai rintangan ini pada asasnya disebabkan oleh persimpangan bias maju yang muncul di sisi input (antara pangkalan ke pemancar), dan persimpangan berat sebelah terbalik muncul di sebelah keluaran antara alas dan pemungut.

Dengan menerapkan nilai khas katakanlah 20 Ohms (seperti yang diberikan dalam gambar di atas) untuk rintangan input, dan 200mV untuk voltan input, kita dapat menilai tahap penguat atau jarakkan di sisi output melalui contoh yang diselesaikan berikut:

Oleh itu, penguatan voltan pada output dapat dijumpai dengan menyelesaikan persamaan berikut:

Ini adalah nilai penguat voltan biasa untuk mana-mana litar BJT pangkalan biasa yang mungkin berbeza antara 50 dan 300. Untuk rangkaian sedemikian, IC / IE penguat semasa selalu kurang dari 1, kerana IC = alphaIE, dan alpha selalu kurang dari 1.