Comutarea tranzistorului bipolar

Blaga Mihai-Emilian

Simion Ioana-Andreea

Grama Cristian

I. Teoria lucrării

1. Regimurile de funcționare ale tranzistorului

Regimul de comutare al unui tranzistor constă în trecerea lui din starea de blocare în starea de conducție și invers.

În starea de blocare

- Ambele joncțiuni sunt polarizate invers- Prin tranzistor circulă Ib și Ic (în conexiunea EC) – neglijabili- Tensiunile de la bornele tranzistoarelor blocate sunt determinate doar

de elementele circuitului exterior

În starea de conducție

- Joncțiunea bază-emitor este polarizată direc și cea bază-colector este polarizată invers în RAN și direct în SAT

Avanaje ale funcționării tranzistorului în saturație

- Realizarea unui coeficient bun de utilizare a tensiunii de alimentare- Putere disipată pe tranzistor- Stabilitate a tensiunii de ieșire

Dezavantaje ale funcționării tranzistorului în saturație

- Timpul de comutare inversă mai mare datorită sarcinilor stocate suplimentar în bază

2. Tipuri de comutări

a) Comutarea directăCaracterizată de timpul de întârziere și timpul de creștere.

RAN: τ cr=2.3∙ τ n SAT: τ cr=τn ∙l n

1

1−0.9 IbsIb 1

1

b) Comutarea inversăCaracterisată de timpul de stocare și timpul de cădere

RAN: t s=τ s ∙ lnIb1+ Ib2Ibs+ib 2 SAT: t c=τn ∙ ln (1+ Ibs

Ib2 )

c) Comutarea accelerată

2

Montaj laborator

II. Desfășurarea lucrării

1.

a) Date experimentale

t+¿¿ - creștere t−¿¿ - scădere100 ns 1,5 µs

3

b) Simulări

Timpul de creștere

4

Timpul de cădere

P t+¿¿ - creștere t−¿¿ - scădere5 kΩ 70 ns 1.76 µs

2.

a) Date experimentale

ICSat I BS29 mA Nu se poate măsura →0

5

b) Simulări

6

ICSat I BS

37 mA → 0

3. a) Date teoretice, experimentale și rezultate din simulări

−V BB V Metoda 0 3 6V g V 3 5 3 5 3 5

t cr

ns Calculat 79 80 58 54 4.7 42ns Măsurat 75 70 50 60 40 35ns Simulat 85.22 84.5 55.4 54.7 46.28 40.57

t s

ns Calculat 5 10 3.5 5.2 2.7 4.8ns Măsurat 7.5 20 5 5 2.5 5ns Simulat 4.2 8.72 2.65 4.66 2.11 4.59

7

t c

ns Calculat 35 21 64 28 72 31ns Măsurat 50 25 50 30 80 50ns Simulat 34.65 18.5 58.37 26.14 73.85 28.67

b) Simulări

−V BB=0V V g=3V

8

9

−V BB=0V V g=5V

10

11

−V BB=3V V g=3V

12

13

14

−V BB=3 V g=5V

15

16

−V BB=6V V g=3V

17

18

−V BB=6 V g=5V

19

20

Observații

Pentru determinarea teoretică a timpilor de creștere, de stocare și de cădere am folosit următoarele formule:

t cr=τn ∙l n1

1−0.9 IbsIb 1

t s=τ s ∙ lnIb1+ Ib2Ibs+ib 2

t c=τn ∙ ln (1+ IbsIb2 )

4.

RAN

21

22

SAT

23

24

25

5.

26

27

28

6.

29

30

7.

Se constată că dacă se mărește valoarea rezistenței din potențiometru timpul de creștere scade, iar dacă se micșoreză valoare rezistenței din potențiometru timpul de creștere se mărește. Același lucru se observă și în cazul timpului de cădere.

8.

Întrucât placa din laborator nu a corespuns cu schema din întrumar, această aplicație nu a putut fi experimentată în cadrul laboratorului.

Figura – 2.5.a)

31

32

Figura 2.5.b)

33

34