Pag-unawa sa Karaniwang Pag-configure ng Base sa BJTs

Sa seksyong ito ay susuriin namin ang pagsasaayos ng karaniwang batayan ng BJT, at alamin ang tungkol sa mga katangian ng punto ng pagmamaneho nito, baligtarin ang kasalukuyang saturation, base upang i-emitter ang boltahe at suriin ang mga parameter sa pamamagitan ng isang praktikal na nalutas na halimbawa. Sa mga susunod na bahagi susuriin din namin kung paano i-configure ang isang karaniwang-base amplifier circuit

Panimula

Ang mga simbolo at anotasyon na ginamit para sa kumakatawan sa transistor karaniwang base na pagsasaayos sa karamihan ng
ang mga libro at gabay na naka-print sa mga panahong ito ay maaaring masaksihan sa ibabang ipinakita Larawan 3.6 Ito ay maaaring totoo para sa parehong pnp at npn transistors.

Larawan 3.6

3.4 Ano ang Karaniwang-Base na Pag-configure

Ang salitang 'common-base' ay nagmula sa katotohanan na narito ang batayan ay karaniwan sa kapwa input at output na yugto ng pag-aayos.

Bukod dito, ang base ay karaniwang nagiging terminal na pinakamalapit sa, o sa, potensyal sa lupa.

Sa buong pag-uusap namin dito, ang lahat ng mga kasalukuyang (Ampere) na direksyon ay dadalhin patungkol sa maginoo (butas) na direksyon ng daloy at hindi sa direksyon ng daloy ng electron.

Ang pagpili na ito ay napagpasyahan nang higit sa lahat may pag-aalala na ang malaking halaga ng dokumento na inaalok sa mga samahang pang-akademiko at komersyal ay nagpapatupad ng maginoo na daloy, at ang mga arrow sa bawat elektronikong representasyon ay nagtataglay ng landas na nakilala sa tukoy na kombensiyong ito.

Para sa anumang bipolar transistor:

Ang marka ng arrow sa simbolo ng grapiko ay naglalarawan sa direksyon ng daloy ng kasalukuyang emitter (maginoo na daloy) sa transistor.

Ang bawat isa sa kasalukuyang (Amp) na mga direksyon na ipinapakita sa Larawan 3.6 ay ang tunay na direksyon na nailalarawan sa pamamagitan ng pagpili ng maginoo na daloy. Pagmasdan sa bawat kaso na IE = IC + IB.

Bukod pa rito napansin na ang biasing (mga mapagkukunan ng boltahe) na ipinatupad ay partikular na upang alamin ang kasalukuyang sa direksyon na tinukoy para sa bawat isa sa mga channel. Ibig sabihin, ihambing ang direksyon ng IE sa polarity o VEE para sa bawat pagsasaayos, at ihambing din ang direksyon ng IC sa polarity ng VCC.

Upang komprehensibong ilarawan ang mga aksyon ng isang tatlong-terminal na yunit, halimbawa ang mga amplifier ng karaniwang-batayan sa Larawan 3.6, hinihingi ang 2 mga hanay ng mga pag-aari - isa para sa point sa pagmamaneho o mga kadahilanan ng pag-input at iba pa para sa output seksyon

Ang input na itinakda para sa common-base amplifier tulad ng ipinakita sa Larawan 3.7 ay naglalapat ng isang kasalukuyang kasalukuyang (IE) sa isang input
boltahe (VBE) para sa iba't ibang mga saklaw ng output boltahe (VCB).

Ang itinakda ang output naglalapat ng isang kasalukuyang output (IC) para sa isang output boltahe (VCB) para sa iba't ibang mga saklaw ng kasalukuyang pag-input (IE) tulad ng ipinakita sa Larawan 3.8. Ang output, o ang pangkat ng mga katangian ng kolektor, nagtataglay ng 3 pangunahing mga elemento ng interes, tulad ng itinuro sa Larawan 3.8: ang mga rehiyon ng aktibo, cutoff, at saturation . Ang aktibong rehiyon ay magiging rehiyon na karaniwang kapaki-pakinabang para sa mga linear (hindi nababagabag) na mga amplifier. Partikular:

Sa loob ng aktibong rehiyon ang collector-base junction ay magiging bias, habang ang base-emitter junction ay forward-bias.

Ang aktibong rehiyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga setting ng biasing tulad ng ipinahiwatig sa Larawan 3.6. Sa ibabang dulo ng aktibong rehiyon ang kasalukuyang emitter (IE) ay magiging zero, ang kasalukuyang kolektor ay nasa sitwasyong ito lamang bilang isang resulta ng reverse saturation kasalukuyang ICO, tulad ng nakalarawan sa Larawan 3.8.

Ang kasalukuyang ICO ay napapabayaan (microamperes) sa sukat sa paghahambing sa patayong sukatan ng IC (milliamperes) na ipinakikita nito mismo sa parehong pahalang na linya tulad ng IC = 0.

Ang mga pagsasaalang-alang sa circuit na kung saan ay naroroon kapag ang IE = 0 para sa karaniwang pag-setup ng base ay maaaring makita sa Larawan 3.9. Ang anotasyon na madalas na inilalapat para sa ICO sa mga datasheet at spec sheet ay tulad ng itinuro sa Larawan 3.9, ICBO. Sa account ng mga nakahihigit na pamamaraan ng disenyo, ang antas ng ICBO para sa mga pangkalahatang layunin na transistors (partikular ang silikon) sa loob ng mga saklaw na mababa at midpower ay karaniwang napakaliit na ang impluwensya nito ay maaaring mapansin.

Nasabi na, para sa mas malalaking mga aparato ng kuryente ay maaaring magpatuloy na ipakita ang ICBO sa saklaw ng microampere. Bukod dito, tandaan na ang ICBO, tulad din ng Ay sa kaso ng diode (kapwa mga pabalik na alon ng pagtagas) ay maaaring maging mahina laban sa mga pagbabago sa temperatura.

Sa nadagdagang temperatura ang epekto ng ICBO ay maaaring magresulta sa pagiging isang mahalagang aspeto dahil maaari itong tumaas nang malaki nang mabilis bilang tugon sa mga pagtaas ng temperatura.

Magkaroon ng kamalayan sa Larawan 3.8 habang ang kasalukuyang emitter ay tumataas nang higit sa zero, ang kasalukuyang kolektor ay umakyat sa isang antas na pangunahing katumbas ng kasalukuyang emitter na itinatag ng pangunahing mga relasyon ng transistor-kasalukuyang.

Pansinin din na mayroong lubos na isang hindi mabisang impluwensya ng VCB sa kasalukuyang kolektor para sa aktibong rehiyon. Ang mga hubog na hugis ay maliwanag na isiniwalat na ang isang paunang pagtatantya sa ugnayan sa pagitan ng IE at IC sa aktibong rehiyon ay maaaring ipakita bilang:

Tulad ng pagbawas mula sa pamagat nito mismo, ang rehiyon ng cutoff ay nauunawaan na ang lokasyon kung saan ang kasalukuyang kolektor ay 0 A, tulad ng isiwalat sa Larawan 3.8. At saka:

Sa cut-off na rehiyon ang collector-base at base-emitter junction ng isang transistor ay may posibilidad na nasa reverse-bias mode.

Ang rehiyon ng saturation ay kinilala bilang seksyon na iyon ng mga katangian sa kabuuan ng kaliwang bahagi ng VCB = 0 V. Ang pahalang na sukat sa lugar na ito ay pinalaki upang malinaw na ihayag ang mga kapansin-pansin na pagpapahusay na ginawa sa mga katangian sa rehiyon na ito. Pagmasdan ang exponential upsurge sa kasalukuyang kolektor bilang tugon sa pagtaas ng boltahe VCB patungo sa 0 V.

Ang collector-base at base-emitter junction ay makikita na maging forward-bias Sa rehiyon ng saturation.

Ang mga katangian ng pag-input ng Larawan 3.7 ay ipinapakita sa iyo na para sa anumang paunang natukoy na kalakhan ng boltahe ng kolektor (VCB), ang kasalukuyang emitter ay tumataas sa isang paraan na maaaring malakas na kahawig ng mga diode na katangian.

Sa totoo lang, ang epekto ng tumataas na VCB ay may kaugaliang napakaliit sa mga katangian na para sa anumang paunang pagsusuri ang pagkakaiba na dulot ng mga pagkakaiba-iba sa VCB ay maaaring balewalain at ang mga katangian ay maaaring talagang kinatawan tulad ng ipinakita sa Larawan 3.10a sa ibaba.

Kung gayon gagamitin namin ang magkatulad na linear na pamamaraan, makagawa ito ng mga katangian tulad ng naihayag sa Larawan 3.10b.

Ang pagkuha sa isang antas na ito, at hindi isinasaalang-alang ang slope ng curve at dahil dito ang paglaban na nabuo dahil sa isang forward-biased junction ay hahantong sa mga katangian tulad ng ipinakita sa Larawan 3.10c.

Para sa lahat ng mga pagsisiyasat sa hinaharap na tatalakayin sa website na ito, ang katumbas na disenyo ng Larawan 3.10c ay gaganapin para sa lahat ng mga pagsusuri sa dc ng mga transistor circuit. Ibig sabihin, tuwing ang isang BJT ay nasa katayuan na 'pagsasagawa', ang boltahe ng base-to-emitter ay isasaalang-alang tulad ng ipinahayag sa sumusunod na equation: VBE = 0.7 V (3.4).

Upang mailagay ito nang magkakaiba, ang impluwensya ng mga pagbabago sa halaga ng VCB kasama ang slope ng mga katangian ng pag-input ay may posibilidad na hindi pansinin habang nagsisikap kaming suriin ang mga pagsasaayos ng BJT sa isang paraan na maaaring makatulong sa amin na makakuha ng isang pinakamainam na paglapit sa aktwal na tugon, nang hindi masyadong kinasasangkutan ang ating sarili ng parameter na maaaring hindi gaanong kahalagahan.

Larawan 3.10

Tayong lahat ay dapat na talagang pahalagahan ang pagpapahayag na ipinahayag sa itaas na mga katangian ng Larawan 3.10c. Tinukoy nila na sa transistor sa 'on' o aktibong kondisyon ang boltahe na lumilipat mula sa base patungo sa emitter ay magiging 0.7 V para sa anumang halaga ng kasalukuyang emitter na kinokontrol ng nauugnay na panlabas na network ng circuit.

Upang maging mas tumpak, para sa anumang paunang pag-eksperimento sa isang circuit ng BJT sa pagsasaayos ng dc, maaaring mabilis na tukuyin ng gumagamit na ang boltahe sa pamamagitan ng base sa emitter ay 0.7 V habang ang aparato ay nasa aktibong rehiyon - maaari itong isaalang-alang bilang isang lubos mahalaga sa ilalim na linya para sa lahat ng aming pag-aaral ng dc na tatalakayin sa aming mga paparating na artikulo ..

Paglutas ng isang Praktikal na Halimbawa (3.1)

Sa mga seksyon sa itaas natutunan namin kung ano ang karaniwang-batayan ng pagsasaayos tungkol sa ugnayan sa pagitan ng kasalukuyang kasalukuyang I C at emitter kasalukuyang I AY ng isang BJT sa seksyon 3.4. Sa pagsangguni sa artikulong ito maaari na kaming magdisenyo ng isang pagsasaayos na magpapahintulot sa BJT na palakasin ang kasalukuyang, tulad ng kinakatawan sa Larawan 3.12 sa ibaba ng karaniwang-base amplifier circuit.

Ngunit bago siyasatin ito, mahalaga na alamin natin kung ano ang alpha (α).

Alpha (a)

Sa isang pangkaraniwang pagsasaayos ng BJT sa dc mode, dahil sa epekto ng karamihan sa mga carrier, ang kasalukuyang I C at ako AY bumuo ng isang relasyon na ipinahayag ng dami ng alpha, at ipinakita bilang:

a dc = Ako C / Ako AY -------------------- (3.5)

saan ako C at ako AY ay ang kasalukuyang mga antas sa punto ng operasyon . Bagaman kinikilala ng katangiang nasa itaas na α = 1, sa mga totoong aparato at eksperimento ang dami na ito ay maaaring magsinungaling saanman sa paligid ng 0.9 hanggang 0.99, at sa karamihan ng mga kaso papalapit ito patungo sa maximum na halaga ng saklaw.

Dahil sa ang katunayan na dito ang alpha ay partikular na tinukoy para sa karamihan ng mga carrier, ang Eq 3.2 na natutunan natin sa nakaraang mga kabanata maaari nang maisulat bilang:

Sumangguni sa katangian sa grap Fig 3.8 , nang ako AY = 0 mA, ako C kahihinatnan nagiging = I CBO.

Gayunpaman, mula sa aming nakaraang mga talakayan alam namin na ang antas ng I CBO ay madalas na minimal, at samakatuwid ito ay nagiging halos hindi makilala sa graph ng 3.8.

Ibig sabihin, tuwing ako AY = 0 mA sa nabanggit na graph sa itaas, I C nagiging 0 mA din para sa V CB saklaw ng mga halaga.

Kapag isinasaalang-alang namin ang isang senyas ng ac, kung saan ang punto ng pagpapatakbo ay naglalakbay sa katangian na kurba, ang isang ac alpha ay maaaring nakasulat bilang:

Mayroong ilang mga pormal na pangalan na ibinigay sa ac alpha na kung saan ay: common-base, amplification factor, short-circuit. Ang mga dahilan para sa mga pangalang ito ay magiging mas maliwanag sa mga paparating na kabanata habang sinusuri ang mga katumbas na circuit ng BJTs.

Sa puntong ito maaari nating makita na ang Eq 3.7 sa itaas ay nagpapatunay na ang isang medyo katamtamang pagkakaiba-iba sa kasalukuyang kolektor ay nahahati sa nagresultang pagbabago sa I AY , habang ang kolektor-sa-base ay nasa isang pare-pareho ang lakas.

Sa mga kundisyon ng karamihan, ang dami ng a at at a dc ay halos pantay na pinapayagan ang isang palitan ng magnitude sa bawat isa.

Karaniwang-Base Amplifier

Ang dc biasing ay hindi ipinakita sa figure sa itaas dahil ang aming aktwal na hangarin ay pag-aralan lamang ang tugon ng ac.

Tulad ng natutunan sa aming naunang mga post patungkol sa pangkaraniwang pagsasaayos , ang paglaban ng input ac tulad ng ipinahiwatig sa Larawan 3.7 ay mukhang medyo minimal at magkakaiba-iba sa loob ng isang saklaw na 10 at 100 ohm. Habang sa parehong kabanata nakita rin namin sa Larawan 3.8 ang paglaban ng output sa isang karaniwang-base na network na mukhang mataas na mataas, na maaaring magkakaiba-iba sa saklaw na 50 k hanggang 1 M Ohm.

Ang mga pagkakaiba sa mga halaga ng paglaban ay karaniwang sa account ng forward-bias bias na lumilitaw sa input na bahagi (sa pagitan ng base sa emitter), at ang reverse biased junction ay lumilitaw sa output side sa pagitan ng base at collector.

Sa pamamagitan ng paglalapat ng isang tipikal na halaga ng sabihin na 20 Ohms (tulad ng ibinigay sa itaas na pigura) para sa paglaban sa pag-input, at 200mV para sa boltahe ng pag-input, maaari nating suriin ang antas ng pagpapalaki o saklaw sa gilid ng output sa pamamagitan ng sumusunod na nalutas na halimbawa:

Kaya, ang amplification ng boltahe sa output ay matatagpuan sa pamamagitan ng paglutas ng sumusunod na equation:

Ito ay isang tipikal na halaga ng amplification ng boltahe para sa anumang karaniwang-base BJT circuit na maaaring magkakaiba sa pagitan ng 50 at 300. Para sa naturang network, ang kasalukuyang amplification IC / IE ay palaging mas mababa sa 1, dahil ang IC = alphaIE, at alpha ay palaging mas mababa sa 1.

Sa mga paunang eksperimento ang pangunahing kilos na nagpapalaki ay ipinakilala sa pamamagitan ng a paglipat ng kasalukuyang Ako sa isang mababang patungo sa isang mataas- paglaban circuit

Ang ugnayan sa pagitan ng dalawang mga italic na parirala sa itaas na pangungusap ay talagang nagresulta sa term na transistor:

trans gawin ang + re sistor = transistor.

Sa susunod na tutorial tatalakayin namin ang Common-Emitter Amplifier

Sanggunian: https://en.wikipedia.org/wiki/Common_base