Determinarea punctului static de funcționare pentru tranzistorul bipolar cu joncțiuni

Se da circuitul de mai jos pentru care se cunosc: VCC=10V, RB=910k?, RE=510?, RC=2.2k?. TBJ-ul (tipul acestuia este BC170) are parametrii ?=200 si VBE=0.6V.

1. Sa se determine PSF-ul tranzistorului.

2. Sa se verifice daca tranzistorul functioneaza in Regiunea Activa Normala.

3. Sa se deseneze in planul IC-VCE dreapta de sarcina statica si sa se indice pe acesta PSF-ul tranzistorului calculat la punctul anterior (pe desen se vor preciza clar toate valorile numerice - capetele dreptei de sarcina statica, coordonatele PSF-ului). Indicatie: ecuatia dreptei de sarcina statica se obtine aplicand teorema lui Kirchhoff (TK2) pe bucla de iesire, compusa din VCC RC VCE si RE.

4. Presupunem ca TBJ-ul utilizat in calculele precedente s-a defectat si este inlocuit cu acelasi tip de tranzistor (tot BC 170) dar care are un ? diferit, datorita dispersiei tehnologice a acestui parametru; fie noul ?=400. Sa se recalculeze PSF-ul tranzistorului in aceste conditii si sa se indice pe dreapta de sarcina desenata la punctul 2, noile coordonate ale PSF-ului; sa se verifice daca tranzistorul mai functioneaza in Regiunea Activa Normala.

1. Punctul static de functionare al tranzitorului este compus din perechea de marimi electrice:

IC - curentul continuu de colector

VCE - tensiunea continua colector emitor.

Aceste marimi se determina in ordinea: a. IC; b. VCE

a. Determinarea lui IC se realizeaza parcurgand urmatoarele etape:

- se scot in evidenta curentii prin terminalele tranzistoarelor

- se scoate in evidenta tensiunea baza emitor a tranzistorului - VBE

- se aplica teorema lui Kirchhoff pe bucla de circuit care trece prin tensiunea VBE si nu trece prin tensiunile VCE si VBC ale tranzistorului respectiv.

In urma parcurgerii acestor etape se scoate in evidenta bucla de circuit (cea desenata cu negru):

Fig. 1.

Aplicand TK2 pe bucla mentionata rezulta ecuatia:

(1)

Din ecuatiile de functionare ale TBJ se cunosc:

(2) si (3).

Introducand relatiile 2 si 3 in 1, se deduce formula de calcul pentru curentul IC:

Pentru calculul numeric, rezistentele se pastreaza in kiloohmi, tensiunile in volti, iar curetnul electric se va exprima in miliamperi:

?

b. Determinarea lui VCE se realizeaza parcurgand urmatoarele etape:

- se scoate in evidenta tensiunea colector emitor a tranzistorului - VCE

- se aplica teorema lui Kirchhoff 2 pe bucla de circuit care trece prin tensiunea VCE si nu trece prin tensiunea VBC a tranzistorului respectiv; daca este necesar, bucla poate trece si prin tensiunea VBE.

In urma parcurgerii acestor etape se scoate in evidenta