Elektronika W Zad cz 2 5

W Ciążynik,- ELEKTRONIKA W ZADANIACH Cz*łi} Analiza nnlolygnjlowj ukl*tów połpmwodntkowych

©•©•©•©•©•

Pierwsze z prezentowanych poniżej zadań (zadania 3.1 do 3.9) dotyczą wyznaczania parametrów h i y z charakterystyk statycznych tranzystorów, oraz przykładowych przeliczeń odpowiadających zmianie typu dostępnych parametrów i zmianie konfiguracji włączenia tranzystora w stosunku do konfiguracji opisywanej przez dostępne parametry.

Następnie (zadania 3.10 do 3.15) analizowane są podstawowe konfiguracje tranzystorów, tj. układy których rozwiązanie można sprowadzić do wykorzystania podstawowych wzorów dla czwórnika liniowego (podanych powyżej w tabeli W3.I). Układy te są analizowane dla tego samego punktu pracy przykładowego tranzystora (odpowiednio bipolarnego lub polowego), a więc pozwalają na porównania parametrów dla sygnałów zmiennych uzyskiwanych w różnych konfiguracjach (tzn. WE, WB i WK dla tranzystora bipolarnego, oraz WS, WG i WK dla tranzystora polowego).

Z kolei (zadania 3.16 do 3.18) analizowane są podstawowe konfiguracje tranzystorów bipolarnych przy założeniu uproszczonych modeli małosygnałowych, ale z uwzględnieniem rezystancji wejściowej źródła napięcia sterującego.

Poczynając od zadania 3.19 mamy do czynienia z kilkoma przykładami innymi niż analiza podstawowych konfiguracji tranzystorów. W niektórych mamy do czynienia z więcej niż jednym sygnałem, przy czym tym drugim sygnałem mogą być np. tętnienia sieciowe nałożone na napięcie zasilające wzmacniacza. W ostatnich zadaniach tej grupy analizowane układy zawierają już dwa tranzystory, a więc w tych zadaniach wykorzystuje się raczej uproszczone modele małosygnałowe tych tranzystorów.

W większości przypadków prezentowane są dwa, trzy lub nawet cztery rozwiązania, dzięki czemu możliwe jest porównanie przydatności omawianych metod do rozwiązania danego typu zadania, stopnia napotykanych trudności i szybkości dochodzenia do wyników.

W Ciąźytaki - ELEKTRONIKA W ZADANIACH I pOWered by

Częić 3: Analiza małosygnałowa układów półprzewodnikowych I

| Mi siol

Zadanie 3.1

W układzie pomiarowym jak na rysunku 3.1.1 do zdejmowania charakterystyk statycznych tranzystora krzemowego npn prąd bazy był nastawiany za pomocą dokładnego regulowanego źródła prądowego (SPM), a napięcie zasilające obwód kolektora było nastawiane za pomocą regulowanego źródła napięciowego (SEM).

Napięcie Uce i prąd kolektora lc mierzono w układzie poprawnie mierzonego napięcia, przy czym jednak prąd Iy pobierany przez woltomierz był znikomy (rezystancja woltomierza Ry

,0_Mn. co _m 10 V daje p„d ^“2^

l_v= 1 pA). Mierzony prąd może być Więc statycznych tranzystora npn w

uważany za prąd kolektora. konfiguracji WE

Na podstawie podanego fragmentu tabeli wyników pomiarowych należy wyznaczyć wartości parametrów h, (tych, których wyznaczenie jest możliwe) dla punktu pracy określonego przez prąd 1_B = 150 pA i napięcie U_Ce = 8 V. Należy także zaproponować uzupełnienie układu pomiarowego pozwalające na wyznaczenie wszystkich 4-ch parametrów h_r.

Uce r V]	/_fl= ... pA \| /_B= 100 pA \| l_B= 150 pA \| /_B = 200pA I /*= ... pA
Uce r V]	Ic fmAI
		...	...	. • .
2		9,60	14,99	20,40
4		9,77	15,32	20,92
6		9,94	(PI) 15,64	21,44
8		(P4) 10,11	(P) 15,96	(P3) 21,96
10		10,28	(P2) 16,28	22,48
12		10,45	16,60	23,01
		...

Rozwiązanie

Dysponujemy tylko danymi, przy wykorzystaniu których można wykreślić fragmenty charakterystyk tranzystora leżących w 1-szej i 11-ej ćwiartce układu współrzędnych przedstawionego we Wprowadzeniu na rysunku W3.6 (tzn. fragmenty charakterystyk wyjściowych i przejściowych). Nie mamy danych na temat wartości napięcia Ube dla każdego z punktów pracy tranzystora, czyli nie znamy przebiegu charakterystyk w Ill-ej i IV-tej ćwiartce wspomnianego układu współrzędnych. Nie jest więc możliwe wyznaczenie wartości parametrów h/u ani Aby to było możliwe należałoby układ pomiarowy uzupełnić o woltomierz mierzący napięcie Ube. włączony jak na rysunku 3.2.1 w następnym zadaniu i dla każdej pary nastaw wartości Ib i Uce odczytywać oprócz w'artości prądu Ic także napięcie Ube-

Zgodnie z definicją W3.13 (patrz Wprowadzenie) wartość liczbową parametru Ii22e (czyli rozwarciowej admitancji wyjściowej tranzystora) obliczamy jako:

^ll22' =

Al_c

żf U„

l„(P)=ISO|Łl

16,28 -15,64 m/t ₌ 064 mA _J}

10-6 V 4 V

-31 -