19 polarizare tranzistoare ro
Post on 06-Dec-2015
257 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Polarizarea
tranzistoarelor
în curent continuuîn regiunea activă aF
AMPLIFICATOARE CU TRANZISTOARE
utilizarea tranzistorului ca amplificator (SC, EC)în regiunea activă (aF), tranzistorul lucrează in jurul PSF
Necesitatea polarizării tranzistorului în cc
VAl – alimentare in ccVI – stabilirea PSF: (IO,VO)vi – tensiune de amplificat
(de intrare)vo – tensiune amplificata
(de iesire)
• Suprapunerea semnalului variabil peste regimul de curent continuu
Functionarea amplificatorului (SC, EC)
Cine determina amplificarea ?
Caracteristica de transfer în tensiune vO(vI ) a unui amplificator (SC, EC)
Semnal mic:functionareaamplificatoruluiîn regiunea liniară îngustă din jurul PSF
Excursia maximă a semnalului de intrare: adeseori determinată din considerente de liniaritate
Polarizarea în curent continuu – fixarea PSF
Functionarea tranzistorului ca amplificator:
• tranzistorul polarizat cât mai aproape de mijlocul regiunii active
• punctul instantaneu (mobil) de funcţionare să fie ţinut în
regiunea activă (liniară în jurul PSF)
• semnalul de intrare să fie păstrat suficient de mic.
PSF:
stabil şi predictibil
independent de parametrii tranzistorului
Polarizarea TECMOS
AlGG
GGS V
RRRV
21
2
+=
2)( PGSD VVI −= β
DDAlDS IRVV −=
Varianta 1 – 3 rezistente, alimentare unipolara
foarte simplă
curentul din PSF, ID depinde puternic de parametrii tranzistorului, β si VP
nu asigură stabilitatea punctului static de funcţionare
Varianta 2 – 4 rezistente, alimentare unipolara
AlGG
GGG V
RRR
V21
2
+=
DSGGGS IRVV −=
2)( PGSD VVI −= β
necunoscute: VGS şi ID
sistem de ecuaţii de gradul 2 se alege dupa calcul valoarea
convenabila a ID
DSDAlDS IRRVV )( +−=
Polarizarea TECMOS
Varianta 2 - continuare
DSGGGS IRVV −=
VGS este determinată şi de curentul de drenă ID
ID ↑, RSID↑, VGS ↓, ID ↓ circuitul se opune tendinţei de modificare a ID. • reacţie negativă datorita prezentei RS
asigură stabilitatea PSF la variaţia diverşilor parametrii
creşte complexitatea relaţiilor de calcul.
2)( PGSD VVI −= β
Polarizarea TECMOS
Exemplificare 1
RG1=3MΩ; RG2=1MΩ;RD=3KΩ; RS=1KΩ; VAl=20VVP =2V; β =0,5mA/V2.? Care este PSF ?
SDGGGS RIVV −=
52013
1
21
2 =⋅+
=+
= AlGG
GGG V
RRRV V
2)( PGSD VVI −= β
ID2-8ID+9=0; ID in mA
V6,14)13(35,120)(
=+−==+−= SDDAlDS RRIVV ID1=6,65mA şi
ID2=1,35mA
ID1 nu convine;ar rezulta VGS<0
ID=ID2=1,35mA
Q (14,6V; 1,35mA)VD =? VS =?
? Cum dimensionam circuitul pentru PSF cu ID=1mA ?
2)( PGSD VVI −= β
V425,012 =+=+=
βD
PGSIVV
VDSsat=VGS-Vp=2V
T- regiunea activă VDS∈(2V; 20V).
PSF : Alegem VDS=7V
DSDAlDS IRRVV )( +−= KΩ131
720=
−=
−=+
D
DSAlSD I
VVRR
Exemplificare 2TMOS: VP =2V; β =0,25mA/V2, VAl=20V
AlV31orientativ
TMOS: VP =2V; β =0,25mA/V2, VAl=20V
RD rezulta şi în funcţie de amplificarea dorită. Neavând valoarea amplificării alegem de exemplu VS=4V pe RS :
KΩ414===
D
SS I
VR
KΩ9413 =−=DR
V844 =+=+= SGSGG VVV
Ω=Ω= K200;K300 21 GG RR
Exemplificare 2 – cont.
? Cum dimensionam circuitul pentru PSF cu ID=1mA ?
Polarizarea TECMOSVarianta 3 - cu sursa de curent, alimentare unipolara/bipolara
• Uzual in circuitele integrate: polarizare cu surse de curent• ID independent de parametrii tranzistorului amplificator
GGGSDAlDS VVIRVV −+−=GSDAlDS VIRVV +−=
Tensiunea pe sursa de curent: VGG -VGS
Polarizarea TB, varianta uzuala in circuite discrete
Faţă de analiza pentru TECMOS, la TB apare:- curentul de bază IB, diferit de zero- prin colector şi emitor nu trece exact acelaşi curent
CBBCE IIIIIβ
ββ 1)1( +=+=+=
EC II ≈Se poate aproxima
BC II β=
• Calcul exact: se utilizeaza IB
• Calcul aproximat: se neglizeaza IB fata de curentul prin divizorul din baza (nu se considera IB=0)
• Calcul aproximat
IB mult mai mic decât curentul prin divizorul din bază
AlBB
BBB V
RRRV
21
2
+=
E
BEBBEC R
VVII −=≈
)( ECCAl
EECCAlCE
RRIVRIRIVV
+−≈≈−−=
• RE este deosebit de important în stabilirea si stabilizarea PSF, prin mecanismul de RN introdus
IC↑; IE↑; VRE↑; VBE↓; IC↓
• Calcul exact
Teorema Thevenin: VBB, RB
IC=IE+IB ≈ IE
)1/( ++−
=βBE
BEBBE RR
VVI
• IE insensibil la variaţiile β:
)1( +>>
βB
ERR
βB
ERR 10>
RB1, RB2 valori mici cerute de independenţa PSF de βRB1 şi RB2 valori mari cerute de rezistenţa de intrare a mplificatorului
• IE insensibil la variaţiile temperaturii (VBE)
V1,0>>BBV
o variaţie ΔVBE de 0,1V poate fi neglijată faţă de VBB=3…5V
IE=(β+1)IB
)( ECCAl
EECCAlCE
RRIVRIRIVV
+−≈≈−−=
EEBEBBBB IRVIRV ++=
VAl=15V; RB1=10kΩ; RB2=4,7kΩ;
RE =1,5kΩ; RC=1,8kΩ; β =150
Calcul aproximat
Calcul exact
IC = ?
VCE =?VC = ?
VE = ?
IC = 2,73mA
VCE = 6VVC = 10,1V
VE = 4,1V
IC = ? IC = 2,7mA
Exemplificare 3
Valorile rezistentelorastfel incat T in aF la IC=2mA.
VAl=12V, β=100
Uzual alegem:
V41231
31
=== AlBB VV
Ω=−⋅
=−
= k65,12
7,012)3/1(
E
BEBBE I
VVR
AlAlBB
BBB VV
RRRV
31
21
2 =+
= 21 2 BB RR =
RB2=22KΩ; RB1=44KΩ
mA84,1)1100/(7,1465,1
7,04)1/(
=++
−=
++−
=βBE
BEBBE RR
VVI
Verificare:
Exemplificare 4
βB
ERR 10> E
BB
BB RRR
RR 1021
21 <+
Ω< k75.242BR
Modificam Ω= k5.1ER mA2=EI
EECCAlCE
BE
BEAlE
IRIRVV
RRVVI
−−=
++−
=
2
)1/(β
Polarizarea TB, alimentare diferentiala
IRVIRVV
II
BBECCAlCE
E
1+++−=
=
β
IR
VV BBEAl 1+
−−β
Tensiunea pe sursa de curent:
top related