Studiu de caz privind utilizarea tranzistorului bipolar

In cazul tranzistorului bipolar (TB), singurul regim in care curentul de colector (iC) depinde mult de tensiunea colector emitor (vCE) este regimul de saturatie, realizat atunci cand ambele jonctiuni sunt polarizate direct. Pentru un TB tip npn, cu notatiile din fig. 1. 1, saturatia se realizeaza in conditiile: In acest regim, intre colector si emitor, TB se comporta ca o rezis tenta controlata de tensiunea baza emitor sau de curentul de baza.

Functionarea TB in saturatie poate fi descrisa de ecuatiile Ebers-Moll, de forma cunoscuta [1]. Utilizand factorii de ampli-ficare in curent BETA, direct I?F si invers I?R, ecuatiile se pot scrie sub forma: ICBO curentul de saturatie al jonctiunii colectoare (emitor in gol), vT tensiunea termica (aproximativ 0. 025V la 20 C). In prima etapa, se considera TB controlat prin curentul de baza, apoi se va studia comportarea cand controlul se face prin tensiunea baza emitor.

1. 2. TB in saturatie controlat prin curentul de baza Pentru TB in conexiune EC, din relatiile (1. 2) si (1. 4) rezulta vBC in functie de iC, iB: Din relatiile (1. 3) si (1. 4) rezulta vBE in functie de iC, iB: Din relatiile (1. 5), (1. 6) si (1. 7) rezulta vCE in functie de iC, iB: Regiunea de saturatie (aria umbrita din fig. 1. 2) se afla in cadranul 1 (iC > 0, vCE >0) si in cadranul 3 (iC < 0, vCE 0), din (1. 6) rezulta curentul de colector la limita de saturatie: In cadranul 3, vCE < 0; impunand vBE = 0, din relatia (1. 5) rezulta vBC > 0 si curentul de colector la limita de saturatie: In principiu, TB in saturatie poate fi utilizat ca element de control pentru semnal mare, curentul de colector iC fiind semnal de intrare, tensiunea de colector vCE semnal de iesire si curentul de baza iB semnal de control; evident, conditia (1. 12) trebuie sa fie satisfacuta.

Pe de alta parte, dependenta vCE de iC si iB este complicata si foarte neliniara, mai ales in apropierea limitelor din conditia (1. 12). Ca urmare, utilizarea TB in saturatie, in regim de semnal mare, ca element controlat prin curentul de baza intr-un sistem de reglaj automat, este dificila, nu aduce avantaje si nu este recomandabila.

Cu totul alta este situatia in regim de semnal mic.

1. 3. TB in saturatie in regim de semnal mic, controlat prin curentul de baza Se considera TB in saturatie, cu semnalul de intrare (curentul de colector) cu mici variatii I"iC (t) in jurul unei valori medii IC; semnalul de iesire (tensiunea de colector) variaza cu I"vCE (t) in jurul unei valori medii VCE. Semnalul de control iB este lent variabil fata de semnalele de intrare si iesire.

Viteza de variatie a semnalelor de intrare si iesire (frecventa, in cazul semnalelor sinusoidale) se considera destul de mica pentru ca efectele capacitatilor jonctiunilor si ale timpilor de tranzit ai ...

ANTOGNETTI P., MASSOBRIO G. - "SEMICONDUCTOR DEVICE MODELING WITH SPICE" - NEW YORK, FRANCISCO, WASHINTON D.C

BULUCEA C., VAIS M., PROFETA H. - "CIRCUITE INTEGRATE LINIARE" - ED. TEHNICA, BUCURESTI

CEHAN V. - "BAZELE RADIOEMITATOARELOR" - ED. MATRIX ROM, BUCURESTI, 1977

COSTEA I., DASCALU D., PROFIRESCU M., RUSU A. - "DISPOZITIVE SI CIRCUITE ELECTRONICE" - ED. DIDACTICA SI PEDAGOGICA, BUCURESTI, 1982

GAVAT S., PIRINGER R., SINNIREICH H., STERE R., VATASESCU A. - "CIRCUITE CU SEMICONDUCTOARE IN INDUSTRIE" - ED. TEHNICA, BUCURESTI, 1971

HAYKIN S. - "DIGITAL COMMUNICATION" - JOHN WILEY & SONS, NEW YORK, 1988

MAXIM A., MAXIM GH. - "MODELAREA SI SIMULAREA SPICE A DISPOZITIVELOR SI CIRCUITELOR ELECTRONICE" - CASA DE EDITURA VENUS, IASI, 2000

SMITH J. - "MODERN COMMUNICATION CIRCUITS" - MCGRAY HILL, NEW YORK, 1986

TUINENGA P. W. - "SPICE A GUIDE TO CIRCUIT SIMULATION AND ANALYSIS USING PSPICE" - PRENTICE HALL, ENGLOOD CLIFFS, NEW JERESY

VIRGILIU Z. - "BAZELE RADIOELECTRONICII" - ED. FALCA, TIMISOARA, 1987

CHIRICA O., GHEORGHIU V., RAPEANU R. - "CATALOG CIRCUITE INTEGRATE ANALOGICE" - ED. TEHNICA, BUCURESTI, 1983

CATALOG - LINEAR INTEGRATED CIRCUITS