1. UNIVERSITETI I PRISHTINËS
Fakulteti i Shkencave Teknike të Aplikuara
Departamenti Informatikë Inxhinierike
MITROVICË
PUNIM DIPLOME
Simulimi i BJT Amplifikatorëve
Mentori: Kandidati:
Dr. Sc. Qamil Kabashi Arbnor Zeqiri
Mitrovicë, 2012
2. Hyrje
• Transistori BJT është paisje gjysmëpërçuese tre-terminalëshe .
• Transistori BJT përdoret si në qarqet digjitale poashtu edhe në
ato analoge.
• Përdorimi i tyre ka qenë më tepër i shprehur para zbulimit të
transistorëve FET.
• Nganjëherë mund të kombinohen me CMOS duke krijuar kështu
teknologjinë BiCMOS.
• Mirëpo sa i përket punës si amplifikatorë dhe punës në
frekuenca të larta, BJT kanë ende primatin ndaj atyre FET.
3. Historiku
• Zanafilla e elektronikës filloi në vitet 1920-1948
• Tubat prej vakuumi ishin të papërshtatshëm për përdorim.
• Instituti ‘’Bell Laboratories’’ zbuloi transistorin e parë PCT
(Point Contact Transistor).
4. Historiku
• Shockley i pa vështirësitë tek PCT dhe menjëherë dha propozimin për
transistorin me bashkim.
• Kjo paisje do të mbështetej në dy llojet e bartësve të elektricitetit.
• Në vitin 1951 kompania AT&T transistorët e parë komercial.
• Kompania Texas Instruments në vitin 1954 filloi prodhimin e parë të
transistorëve nga silici.
5. BJT në përgjithësi
• BJT – Bipolar Junction Transistor
• Formohen me bashkimin e tri zonave gjysmëpërçuese.
• Këto zona janë: Baza, Kolektori dhe Emiteri.
Simbolet e transistorëve BJT
Identifikimi i terminaleve
6. BJT në përgjithësi
• BJT mund të ekuivalentohen edhe me dy dioda
inverze në mes veti.
Në këtë ekuivalentim i vërejmë dy anomali:
• gjerësia e njejtë e zonave, dhe
• kahja e ‘’kundërt’’ e IC me kahjen e diodës.
7. BJT në përgjithësi
• Në të vërtetë gjerësitë e zonave të transistorit nuk janë të njejta.
• Arsyeja kryesore se pse zonat dallojnë në gjerësi janë sepse dallojnë në
fuqinë të cilën duhet ta përballojnë.
• Ende mbetet ‘’mister’’ arsyeja e rrjedhjes së rrymës së kolektorit në kahje
të kundërt të diodës.
9. Rrymat e transistorit
• Rryma e bazës:
• Rryma e kolektorit:
• Raporti i tyre është një vlerë apo numër
konstant β:
10. Rrymat e transistorit
Arsyet e këtij raporti janë:
• Sipërfaqja e seksionit të bashkimit B-E
• Difuizioniviteti i vrimave në emiter
• Gjatësia e difuzionit të vrimave në emiter
• Gjerësia efektive e bazës
• Koncentrimi i donorëve dhe akceptorëve.
11. Modet e punës
Varësisht nga polarizimi në mes të terminaleve dallojmë
edhe 4 mode të punës:
• Në modin e ndërprerjes rrymat praktikisht janë zero.
• Në modin aktiv, rryma e kolektorit rritet me rritjen e
rrymës së bazës për faktorin β.
• Në modin e ngopjes, rryma e kolektorit bëhet
pothuajse konstante.
• Në modin reverz, ndërrohen rolet e terminaleve.
17. Transfero-Karakteristika dhe Drejtëza e punës
• Drejtëza e punës paraqet marrëdhënien e pjesës lineare me
atë jo-lineare të qarkut.
• Pika e punës është pikëtakimi i parametrave të paisjeve
lineare dhe atyre jo-lineare.
18. BJT si diodë
• Nëse lidhet shkurt terminali i bazës me atë të kolektorit,
atëherë transistori BJT e luan rolin e diodës.
19. BJT si diodë në regjimin AC
• BJT mund të zëvendësoj diodën edhe në rryma alternative
20. BJT në qarqet digjitale
• Familja Resistor – Transistor – Logic (logjika rezistor-transistor)
• Familja Diode – Transistor – Logic (logjika diodë-transistor)
• Familja Transistor – Transistor – Logic (logjika transistor-transistor)
• Familja Emiter – Coupled – Logic (logjika me emiter të çiftuar)
• Familja Integrated – Injection – Logic (logjika me rryma të injektuara)
• Familja BiCMOS
23. Amplifikatorët – Konceptet themelore
• Amplifikimi është një proces i përforcimit linear të amplitudës
së sinjalit.
• Pas amplifikimit duhet patjetër që sinjali i amplifikuar të ketë
po atë informacion që ka pas sinjali para amplifikimit.
Simboli i amplifikatorit
24. Amplifikatorët – Konceptet themelore
• Amplifikimi (përforcimi) i tensionit është raporti në mes tensionit në
dalje dhe atij në hyrje.
• Amplifikimi i rrymës është raporti në mes rrymës në dalje dhe asaj
në hyrje.
Amplifikimi (gain) i rrymës dhe tensionit mund të jetë :
• >1 - Përforcim të sinjalit
• <1 - Dobësim të sinjalit
• Negativ - shfazim të sinjalit për 1800
• Pozitiv - S’ka shfazim të sinjalit
• Varësisht se a përforcohen tensioni dhe rryma njëkohësisht apo jo,
dallojmë edhe Amplifikues të tensionit dhe të fuqisë.
25. Pse Amplifikimi ?
• Si është e mundur që nga një sinjal i vogël të përfitohet një sinjal tjetër i
madh?
• A thua vallë po thyhet ligji i ruajtjes së energjisë?
• Prej nga ky përforcim?
• Ligji i ruajtjes së energjisë vlenë akoma :
26. Shqyrtimi i qarkut të amplifikatorit
Së pari qarku i amplifikatorit e ekuivalentohet në regjimin DC
dhe gjendet parametri hibrid rπ , duke i zbatuar këto rregulla:
• Të gjithë kondenzatorët shkëputen nga qarku
• Të gjitha bobinat lidhen shkurt
Pastaj ekuivalentohet qarku në parametrat hibrid duke i zbatuar
këto rregulla:
• Të gjithë gjeneratorët e tensionit DC i përtokëzojmë
• Të gjithë gjeneratorët e rrymës DC i shkëputim nga qarku
• Të gjithë kondenzatorët i lidhim shkurt
• Të gjitha bobinat i shkëputim nga qarku
27. Shqyrtimi i qarkut të amplifikatorit
Ekuivalentimi i qarkut në parametra hibrid
28. Shqyrtimi i qarkut të amplifikatorit
Amplifikatori njihet si i shqyrtuar nëse i kemi
gjetur:
• Amplifikimin e tensionit
• Amplifikimin e rrymës
• Amplifikimin e fuqisë
• Impedancën hyrëse
• Impedancën dalëse
29. BJT amplifikatorët një-stadësh
• Kur në qark kemi vetëm një amplifikator, atëherë ai thuhet të
jetë një-stadësh.
• Në modin aktiv BJT sillen si amplifikues.
Varësisht se ku aplikohet tensioni hyrës dhe ku merret tensioni
dalës kemi:
• Amplifikatorin me Emiter të përbashkët.
• Amplifikatorin me Bazë të përbashkët.
• Amplifikatori me Kolektor të përbashkët.
30. Amplifikatori me Emiter të përbashkët
Tensioni hyrës aplikohet në bazë, ndërsa dalja merret në kolektor.
• Amplifkim të madh të rrymës.
• Amplifikim të madh të tensionit.
• Impedancë hyrëse mesatare.
• Impedancë dalëse mesatare.
• Shfazimi është 180o.
31. Amplifikatori me Emiter të përbashkët
Nga analiza e qarkut gjejmë:
• Amplifikimi i tensionit është: Av = -20.05
• Amplifikimi i rrymës është: Ai = -14.77
• Impedanca hyrëse është : Ri = 9.7 [kΩ]
• Impedanca dalëse është: Ro = 4.3 [kΩ]
Rryma në dalje
Tensioni dalës
Rryma në hyrje
Tensioni hyrës
32. Amplifikatori me Bazë të përbashkët
Tensioni hyrës aplikohet në emiter, ndërsa tensioni dalës merret në kolektor.
• Amplifikim të tensionit të madh.
• Amplifikim të rrymës më të vogël se 1.
• Impedancë hyrëse të vogël.
• Impedancë dalëse mesatare.
• Nuk ka shfazim të sinjalit.
33. Amplifikatori me Bazë të përbashkët
Nga analiza e qarkut gjejmë:
• Av = 30.97
• Ai = 0.17
• Ri = 12 [Ω]
• Ro = 4.3 [kΩ]
Tensioni dalës Rryma hyrëse
Tensioni hyrës Rryma dalëse
34. Amplifikatori me Kolektor të përbashkët
Tensioni hyrës aplikohet në bazë, ndërsa tensioni dalës merret në emiter.
• Amplifikim të tensionit më të vogël se 1.
• Amplifikim të rrymës mesatar.
• Impedancë hyrëse të madhe.
• Impedancë dalëse të madhe.
35. Amplifikatori me Kolektor të përbashkët
Nga simulimi i qarkut gjejmë:
• Av = 0.903
• Ai = 2.52
• Ri = 48.51 [kΩ]
• Ro = 57.18 [kΩ]
Rryma dalëse
Tensioni hyrës
Rryma hyrëse
36. Amplifikatorët BJT shumë-stadësh
• Lidhja serike ndërmjet disa amplifikatorëve formon
amplifikatorin shumë-stadësh.
• Amplifikimi rritet me rritjen e numrit të amplifikatorëve të
lidhur në seri.
37. Përfundim
• Transistori BJT përdoret në qarqet analoge ashtu edhe në ato digjitale.
• Transistori BJT punon në katër mode të punës.
• Në elektronikën digjitale BJT përdoret mjaft për shkak të shpejtësisë që ofron.
• Mund të kombinohet edhe me CMOS duke formuar BiCMOS.
• Ofron mundësinë e amplifikimit të sinjalit hyrës.
• Kur amplifikimet i rrymës dhe tensionit janë më të mëdha se 1 (një) atëherë kemi
edhe përforcim të fuqisë.
• Përveq që transistori përdoret si amplifikator të vetëm, ata mund të lidhen edhe
në seri duke ofruar një amplifikim më të madh.
38. Literatura
• “Microelectronics” – Jacob Millman & Arvin Grabel, second edition
•
• “Microelectronic Circuits” – Adel S. Sedra & Kenneth C. Smith, fifth
edition
•
• “Electronic Devices” ( Conventional Current Version ) – Floyd,
seventh edition
•
•
• http://users.ece.gatech.edu/mleach/ece3050/notes/bjt/CEAmpSu10.pdf
• http://users.ece.gatech.edu/mleach/ece3050/notes/bjt/ccamp.pdf
• http://users.ece.gatech.edu/mleach/ece3050/notes/bjt/cbamp.pdf
