SlideShare a Scribd company logo
1 of 30
Download to read offline
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Ограничења у раду транзистора
Напон UCE се мора ограничити. Произвођач даје његову максималну вредност UCEM. Произвођач
даје и максималну вредност струје која може да тече кроз транзистор ICM. Снага на транзистору
PC = IC * UCE је такође ограничена на PCM од стране произвођача. Ако снага пређе PCM, доћи ће до
уништења транзистора због прегревања. Зато одређујемо колика I може да се дозволи да тече
кроз транзистор за неки напон на њему:
IC = PCM / UCE
Цртање хиперболе снаге: UCE = 0 ⇒ IC → ∞ ;
UCE ↗ ⇒ IC ↘ ;
UCE → ∞ ⇒ IC → 0
Хипербола снаге, заједно са ICM и UCEM одређује границе употребе транзистора. Прекорачење
доводи до тренутног уништења транзистора.
const.
променљива
једначина хиперболе
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Режими рада транзистора
Оба ПН споја биполарног транзистора могу бити, независно један од другог, и директно и
инверзно поларисани. Зато разликујемо четири режима рада:
Режим: спој ЕВ спој СВ транз. се
понаша као:
1. ДИРЕКТАН
АКТИВАН
ДИР ИНВ UBE ≈ 0,7 V
IC = h21 IB
појачавач
2. НЕПРОВОДАН
(ЗАКОЧЕЊЕ)
ИНВ ИНВ UBE ≤ 0,5 V
IC = 0
отворен
прекидач
3. ЗАСИЋЕЊЕ ДИР ДИР UBES ≈ 0,8 V (max); UCES ≈ 0,2 V (min)
ICS>IC, али је IBS≫IB ⇒ h21IBmin>ICmax
затворен
прекидач
4. ИНВЕРЗАН
АКТИВАН
ИНВ ДИР
НПН
транзистор
ДИР. ИНВ.
UBE + -
UCB - +
1. Директан активан режим је режим у коме се носиоци наелектрисања под дејством
директне поларизације споја ЕВ убацују из Е у В, а одатле прикупљају у С захваљујући
инверзној поларизацији споја СВ. При раду у директном активном режиму изразито
се испољавају појачавачка својства транзистора. (Транзистор треба да ради у
подручју на којем су односи између електричних величина мање-више линеарни.
Посматрајући излазне карактеристике – то је подручје где су криве паралелне и
еквидистантне.)
2. У непроводном радном режиму транзистора оба ПН споја су инверзно поларисана.
Струја практично не тече кроз транзистор и он се понаша као отворен прекидач.
(То је подручје у близини апсцисне осе – при јако малим IC)
3. Биполарни транзистор ради у режиму засићења када се оба ПН споја директно
поларишу. Кроз транзистор може да тече већа струја, док постоји само мали пад напона
на колекторском споју. Можемо сматрати да се транзистор понаша као затворен
прекидач. (Односи су веома нелинеарни и промене напона не прате
пропорционалне промене струја – то је подручје у близини ординате – при јако малим
UCE .)
4. Овај режим рада се остварује ако се емиторски спој поларише инверзно, а колекторски
директно. Практично, настаје ситуација поларизације транзистора за рад у (директном)
ПНП
транзистор
ДИР. ИНВ.
UBE - +
UCB + -
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
активном режиму, с тим да су С и Е заменили улоге. Због слабе допираности (мале
концентрације) колектора, коефицијент струјног појачања је јако смањен. Зато је овај
режим, генерално, непогодан за појачања, међутим, често се користи у неким аналогним
прекидачким и дигиталним колима.
Ознаке транзистора
Постоје разне врсте транзистора: за мале снаге (до 300 mW), за велике снаге (> 1 W),
високофреквенцијски, нискофреквенцијски итд. Зато се они на различите начине и означавају.
Ознаке су обично америчке или европске, а многе земље имају и своје посебне ознаке (Јапан).
Европске ознаке:
Имају форму: (2-3 слова, 2-3 цифре)
1.Прво слово нам говори од ког материјала је направљен транзистор (врсту
полупроводника):
A = Ge
B = Si
C = GaAs
R = сложено једињење
2.Друго слово означава намену транзистора:
C → нискофреквентни транзистор, за мале снаге (до 600 mW)
D → нискофреквентни, снажни транзистор
F → високофреквентни транзистор, за мале сигнале
L → високофреквентни, снажни транзистор
U → за високи напон, прекидачки транзистор
S → прекидачки транзистор
3.По неки пут постоји и треће слово, али код различитих произвођача значи различите ствари,
па није поуздана ознака. Најчешће постоји код елемената за професионалну, специјалну намену
(индустрија, продаја...):
R → примена на врло високим фреквенцијама (до 5 GHz)
Q → микроталасни
X → прекидачки
Y → професионалне компоненте (метално кућиште)
Z → позлаћене ножице
Сериjски број иде од 100 до 9999.
Примери: BC108, BAW68, BF239, BFY51
Америчке ознаке:
Имају форму: (број, слово, серијски број, [суфикс]) где је слово увек “N”.
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Први број је увек мањи за један од оног колико транзистор има ножица (2 за транзисторе
са 3 ножице). Серијски бројеви иду од 100 до 9999. Суфикс означава снагу транзистора:
A = мале снаге
B = средње снаге
C = велике снаге
[без услова] = не груписани (било која снага)
Примери: 2N3819, 2N1893, 2N2222
Јапанске ознаке:
Имају форму: (број, два слова, серијски број, [суфикс])
Први број је увек мањи за један од оног колико транзистор има ножица (2 за транзисторе
са 3 ножице). Два слова означавају тип транзистора и апликацију:
SA → ПНП високофреквенцијски транзистор
SB → ПНП нискофреквенцијски транзистор
SC → НПН високофреквенцијски транзистор
SD → НПН нискофреквенцијски транзистор
SJ →П-канални ФЕТ/МОСФЕТ
SK → Н-канални ФЕТ/МОСФЕТ
Примери: 2SA1187, 2SB646, 2SC733
Произвођачи транзистора обично дају две врсте каталога:
1. Са табеларним подацима за одређене услове (UCE , IC , температуру околине...)
2. Комплетни дијаграми са табеларним подацима за детаљну анализу особина
транзистора и за прорачун
Да ли сте разумели? Знате ли да одговорите на следећа питања:
1. Које електричне величине су ограничене код транзистора?
2. Која су то 4 режима рада биполарног транзистора и како се транзистор понаша у сваком
од њих?
3. За ПНП (НПН) транзистор који ради у директном активном режиму какав је знак
(позитиван или негативан) за IE, IC, IB, UCB, UEB?
4. Нацртати у четири квадранта 4 одговарајућа режима рада биполарног ПНП (НПН)
транзистора
5. Како се означавају транзистори у Европи, Америци и Јапану?
BIPOLARNI TRANZISTOR KAO PREKIDAČ
Analiza prekidačkog režima (a)-prekidačko kolo, (b)-uključenje, (c)-isključenje
Za razumevanje i analizu procesa uključenja i isključenja se koristi osnovno
prekidačko kolo čiji su karakteristični talasni oblici prikazani na slici. Na slici (a) je
prikazano osnovno prekidačko kolo sa tranzistorom Q , diodom D i strujnim
izvorom I0. Pobuda tranzistora se ostvaruje iz dva nezavisna strujna izvora : IB1-
za uključenje i IB2 za isključenje.
UKLJUČENJE
Nakon dovođenja pobudnog strujnog impulsa IB1, struja tranzistora se počinje uspostavljati
ali sa određenim kašnjenjem. Ovo vreme kašnjenja (delay time) pri uključenju je označeno
sa tud . U toku ovog vremena se puni kapacitet spoja B-E, pa je ovo vreme određeno
strujom punjenja i veličinom datog kapaciteta CBE . Nakon toga dolazi do uspostavljanja
struje kolektora tranzistora od vrednosti I0 za vreme tur koje ustvari predstavlja vreme
porasta struje pri uključenju (rising time). Ovo vreme je upravo potrebno da manjinski
nosioci na putu kroz bazu stignu do kolektorskog spoja. U toku ovog vremena dakle dolazi
do akumulacije manjinskih nosilaca u bazi i do porasta njihovog gradijenta koncentracije, pa
tako raste i struja kolektora do svoje ustaljene vrednosti I0 . Ovaj efekat se još naziva i
efekat "širenja baze". Na kraju ovog procesa je praktično B-C spoj preplavljen manjinskim
nosiocima i baza se proširila do svojih metalurških granica.
U katalozima proizvođača vreme
porasta se definiše kao vreme za koje
je potrebno da struja kolektora poraste
sa 10% na 90% od svoje ustaljene
vrednosti.
Vreme uključenja tu predstavlja zbir
vremena tud i tur .
U ovom intervalu uključenja napon na
kolektoru tranzistora postepeno opada
od vrednosti napona na kolektoru koja
je jednaka naponu jednosmernog
izvora napajanja
uCE(SAT ) .
VS , na vrednost
U toku vremena uključenja tranzistor
se ustvari nalazi u aktivnom režimu, te
se stoga na njemu razvija značajna
snaga disipacije (snaga gubitaka pri
uključenju) koja je prikazana
šrafiranom površinom
ISKLJUČENJE
Pobuda se sada ostvaruje prebacivanjem kontrolnog prekidača, tako da je
sada aktivan strujni izvor IB2 u kolu baze, koji generiše struju suprotnog smera
dovodeći tranzistor u stanje blokiranja. Nakon dovođenja negativnog pobudnog
strujnog impulsa IB2 , struja tranzistora počinje da opada ali sa određenim
kašnjenjem. Ovo vreme kašnjenja pri isključenju se ponekad naziva i vreme
nagomilavanja (storage time) i označeno je sa tis . U ovom intervalu dolazi do
evakuacije nagomilanih akumulisanih naelektrisanja. Obično se u ovom intervalu
vrši prvo rasterećenje baze odvođenjem viška nosilaca naelektrisanja. U
katalozima proizvođača se ovo vreme definiše kao vreme kašnjenja između
trenutka pada bazne struje ispod 90% njene ustaljene vrednosti i trenutka pada
kolektorske struje ispod 90% njene ustaljene vrednosti. Ovaj vremenskiinterval
se naziva vreme opadanja (fall time) i označeno jesa tif .
Nakonevakuacije viškanosilacanaelektrisanjamenjase
gradijent manjinskih nosilaca, odnosno sa njegovim padom
opadaistrujakolektora IC .
Drugimrečimabaznopodručjeseskupljadosvojih
metalurških granica.
Vreme isključenja ti predstavljazbirvremena tis i tif .
U ovom intervalu isključenja napon na kolektoru tranzistora
postepeno raste vrednosti napona nakolektoru uCE(SAT) ,
koja jejednaka naponu zasićenja do vrednosti napona
jednosmernog izvora napajanja -VS .
Uovomintervalu tranzistor setakođe nalazi u aktivnom
režimu,testogananjemurazvijaznačajnasnagadisipacije
(snagagubitakapriisključenju) koja je prikazana
šrafiranom površinom.
Узроци нестабилности и стабилизације радне тачке
Да се подсетимо! Када смо у предходним лекцијама говорили о топлотном пробоју код диода,
рекли смо да с порастом температуре PN споја електрони добијају додатну енергију и лакше
напуштају валентне везе, те постају слободни. Повећан број електрона значи да је струја која
протиче кроз полупроводник већа.
Знатна промена концентрације слободних носилаца услед промене температуре битно утиче на
електричне особине свих полупроводничких компоненти. Код биполарних транзистора овај ефект
испољава се нарочито у промени инверзне струје засићења 𝐼𝐶𝑂 промени струјног појачања β и
напона на споју база-емитор 𝑈𝐵𝐸.
Са становишта деформације излазних карактеристика наведена појава се манифестује у виду
„развлачења“ карактеристика (сл.1.) и померања радне тачке транзистора.
Слика 1.. – Деформација излазних карактеристика и померање радне tачке услед промене
tемпературе
Један од начина за ублажавање ефекта пораста колекторске струје при повишеној температури
састоји се у везивању отпорника између емитора и масе. Конфигурација овог кола показана је на
слици 2.
У колу приказаном на слици 2. између емитора транзистора и масе везан је отпорник 𝑅Е . Напон
на директно поларисаном споју база-емитор једнак је : 𝑈𝐵Е = 𝑈𝐵 - 𝑈𝐸 , (1) при чему је пад напона
на отпорнику 𝑅Е: 𝑈Е= 𝑅Е x 𝐼Е = 𝑅Е x (1+ β)x 𝐼𝐶(2)
Видимо да тај напон директно зависи од струје колектора. Уколико из неког разлога струја
колектора 𝐼𝐶 порасте порашће и 𝑈𝐸 .
Слика 2. – Стабилизација радне тачке емиторским отпорником
Уз формуле (1) можемо да видимо да ће, уколико 𝑈𝐸 порасте, 𝑈𝐵Е да се смањи(у колу базе су
све величине константе, па је и 𝑈𝐵 = const). Смањење директне поларизације споја база-емитор
узрокује смањење струје базе 𝐼𝐵 штo даље узрокује смањење струје колектора 𝐼𝐶 = β x 𝐼𝐵 .
Такав начин регулације струје назива се негативна повратна спрега (коло само смањује величину
која се повећала коришћењем сопствених елемената), а о чему ће у наредним лекцијама бити
више речи.
Један од проблема који се јавља при таквој стабилизацији је то што на отпорнику 𝑅𝐵 универзна
струја засићења ствара пад напона који је таквог смера да узрокује повећање 𝑈𝐵Е што умањује
позитивно стабилизационо дејство које уноси пад напона на отпорнику 𝑅Е . Евидентно је да ће
степен стабилизације бити израженији уколико је однос
𝑅𝐵
𝑅Е
мањи. Други и много важнији
проблем је тај што се појачање кола са стабилизацијоним отпорником смањује уколико желимо
да задржимо исту радну тачку Q( 𝐼𝐶𝐸𝑄 𝐼𝐶𝑄 ). Наиме, једносмерна вредност колекторске струје у
радној тачки 𝐼𝐶𝑄 одређена је за дате вредности напона 𝑈𝐶𝐸𝑄 𝐸𝐶𝐶 и отпорника 𝑅𝐶 у колу
приказаном на слици 1. (без 𝑅𝐸 ) : 𝐼𝐶𝑄 =
𝐸𝐶𝐶 −𝑈𝐶𝐸𝑄
𝑅𝐶
. У колу приказаном на слици 2. она је
одређена збиром вредности отпорника 𝑅𝐶 и 𝑅Е : 𝐼𝐶𝑄1=
𝐸𝐶𝐶 −𝑈𝐶𝐸𝑄1
𝑅𝐶+(1+β)𝑅Е
.
Да би струја 𝐼𝐶 задржала исту вредност: 𝐼𝐶𝑄 = 𝐼𝐶𝑄1 , потребно је вредности колекторског
отпорника у колу приказаном на слици 2. смањити за вредност убаченог отпорника (1+ β) 𝑅Е .
Пошто је појачање појачавача са заједничким емитором директно пропорционално вредности
отпорника 𝑅𝐶 ( о чему ћемо касније детаљно говорити), смањењем 𝑅𝐶 оно ће се смањити.
Штавише, за бољу температурну компензацију потребно је веће 𝑅Е , а то аутоматски повлачи
мању вредност колекторског отпорника 𝑅𝐶.
РАДНА ТАЧКА И РАДНА ПРАВА БИПОЛАРНИХ ТРАНЗИСТОРА
Радна права биполарних транзистора може се нацртати на улазним или излазним статичким
карактеристикама ( улазне карактеристике представљају међусобну зависност улазне струје од
улазног напона, а излазне карактеристике зависност излазне струје од излазног напона, при томе
се једна од величине, у првом случају излазна, а у другом – улазна, одржава константном и
представља параметар). Радна права се дефинише једначинама које се пишу појединачно за свако
коло са слике 1, како бисмо добили радну праву на улазним и излазним карактеристикама
транзистора.
Слика 1.
За коло са слике важе следеће једначине:
1. ЕВВ= RВ* IВ + UBЕ
2. ЕCC= RC* IC+ UCЕ
Радна права на улазним карактеристикама
Уколико се радна права црта на улазним карактеристикама које представљају зависност IВ = f (UBЕ ) ,
тада на основу једначине бр. 1 важи следеће: IВ = ( ЕВВ - UBЕ ) / RВ
Ова једначина представља једначину праве која показује зависност струје IВ од напона UBЕ .
Уколико је IВ = 0 , тада добијамо следећу вредност за напон UBЕ:
UBЕ = ЕВВ - RВ* 0= ЕВВ = 4 V
Уколико је UBЕ = 0 , тада добијамо следећу вредност за струју IВ:
IВ = ( ЕВВ - UBЕ ) / RВ = ЕВВ / RВ = 4 V/ 220 kΩ = 18,18 µA
У пресеку радне праве и улазне карактеристике добија се радна тачка Q ( UBЕQ , IBQ )
Радна тачка показује да овај транзистор има струју базе IBQ и напон између базе и емитора UBЕQ.
Слика 2. Радна права и радна тачка на улазним карактеристикама
Радна права на излазним карактеристикама
Уколико се радна права црта на улазним карактеристикама које представљају зависност Ic = f (UCЕ ) ,
тада на основу једначине бр. 2 важи следеће: Ic = ( Еcc – UCЕ ) / Rc
Ова једначина представља једначину праве која показује зависност струје IC од напона UCЕ .
Уколико је IC = 0 , тада добијамо следећу вредност за напон UCЕ:
UCЕ = ЕCC - RВ* 0= ЕCC = 10 V ( Tačka A na x оси )
Уколико је UCЕ = 0 , тада добијамо следећу вредност за струју IC:
IC= ( ЕCC- UCЕ ) / RC = ЕCC / RC = 10 V/ 2 kΩ = 5 mA ( Tačka B na Y оси )
У пресеку радне праве и једне од излазних карактеристика добија се радна тачка Q ( UCЕQ , ICQ ).
Радна тачка показује да овај транзистор има струју колектора ICQ и напон између колектора и
емитора UCЕQ.
Слика 3. Радна права и радна тачка на излазним карактеристикама
ЈЕДНОСМЕРНИ РЕЖИМ РАДА БИПОЛАРНОГ ПРЕКИДАЧА У СПОЈУ СА
ЗАЈЕДНИЧКИМ ЕМИТОРОМ
Најважнији режим рада транзистора је активан режим, јер се тада транзистор понаша као појачавач.
У активном режиму рада спој база-емитор је поларисан директно ( понаша се као директно
поларисана диода ), док је спој база-колектор инверзно поларисан. На слици 1. је приказан пример
поларизације NPN транзистора коришћењем два извора поларизације ЕВВ и ЕCC
Слика 1.
Извор поларизације ЕВВ директно поларише спој база-емитор и интензитет струје базе IВ одређује
се помоћу отпорника RВ. Помоћу извора поларизације ЕCC и отпорника RC одређују се вредности
напона UCЕ и струје IC тако да спој база-колектор буде инверзно поларисан ( тада важи UCB = UCЕ –
UBЕ ≥ 0V ).
Писањем једначина по 2. Кирхофовом закону, за контуре са слике добија се:
Контура B-E: ЕВВ= RВ* IВ + UBЕ
Контура C-E: ЕCC= RC* IC+ UCЕ
Уколико је транзистор у активном режиму рада тада важи следеће:
UBЕ = 0,7V и IC = β* IВ
Тада из претходних формула добијамо следеће:
IВ = ( ЕВВ - UBЕ ) / RВ
UCЕ = ЕCC - RC*IC = ЕCC - RC* β* IВ
На основу претходне једначине израчунава се UCЕ.
Уколико је UCЕ≥ UBЕ односно UCЕ≥ 0,7V и он ради у активном режиму рада како смо и
претпоставили.
Уколико се добије да је UCЕ<UBЕ односно UCЕ<0,7V тада он не ради у активном режиму рада,
већ у засићњу па је тада важи:
UBЕ = UBЕS = 0,9V
UCЕ = UCЕS = 0,2V
Задатак бр. 1
За коло са НПН транзистором приказаним на слици 2. одредити вредности струја у колу ( IВ, IC, IЕ )
ако је струјно појачанје β = 100
Слика 2.
РЕШЕЊЕ:
Писањем једначина по 2. Кирхофовом закону, за контуре са слике добија се:
Контура B-E: ЕВВ= RВ* IВ + UBЕ
Контура C-E: ЕCC= RC* IC+ UCЕ
Уколико је транзистор у активном режиму рада тада важи следеће:
UBЕ = 0,7V и IC = β* IВ
Тада из формулe која важи у контури B-E добијамо следеће:
IВ = ( ЕВВ - UBЕ ) / RВ = ( 4 v – 0,7 v ) / 220 kΩ =15 µA
IC = β* IВ= 100*15µA=1,5mA
IE = IВ + IC =1,515mA
Сада треба проверити да ли транзистор ради у активном режиму рада, односно да ли је UCЕ≥ UBЕ,
Тада из формулe која важи у контури C-E добијамо следеће:
UCЕ = ЕCC - RC*IC = ЕCC - RC* β* IВ =10V -2kΩ*1,5mA =10V-3V=7V
Уколико је UCЕ≥ UBЕ односно UCЕ≥ 0,7V ,с обзиром на то да је7V≥ 0,7V , трансформатор ради у
активном режиму рада како смо и претпоставили.
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Статичке струјно-напонске
карактеристике биполарног транзистора
Својства биполарног транзистора као нелинеарног елемента најбоље описују његове статичкеi
карактеристике, које се добијају мерењем.
Статичке карактеристике транзистора су графички приказане зависности између улазног напона,
улазне струје, излазног напона и излазне струје. То су његове спољне карактеристике које
целовито одражавају особине транзистора проистекле из његове конструкције (геометрије
појединих области, допирања – концентрације примеса и начина израде).
Постоје улазне, излазне и преносне карактеристике.
Улазне карактеристике представљају међусобну зависност улазне струје од улазног напона, а
излазне карактеристике зависност излазне струје од излазног напона. При томе се једна од
величине, у првом случају излазна, а у другом – улазна, одржава константном и представља
параметар. Мењањем вредности параметра добијају се фамилије карактеристика. Постоје и
преносне карактеристике које приказују зависност једне улазне и једне излазне величине. Ако
су те две величине исте природе (обе струје или оба напона) реч је о директно преносној
карактеристици, а ако су различите то је повратно преносна карактеристика.
Уобичајено је да произвођачи дају карактеристике транзистора у споју са заједничким
емитором. Коло помоћу кога се снимају све карактеристике транзистора у споју са заједничким
емитором је:
RZ , RC – служе за ограничење струје код погрешног укључивања; спречава се уништење
транзистора или инструмената код неправилног руковања
Е1 ,Е2 - служе за поларизацију емиторског, односно колекторског ПН споја
Р1 Р2
IB
IC
UBE
UCE
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
УЛАЗНА КАРАКТЕРИСТИКА: IВ = f (UBЕ ), када је UСЕ = const.
ZE – најчешће коришћена конфигурација, делимично и због тога што је јако згодно да контролна
величина буде мала (IВ). Овде су IВ и UСЕ (Iul. и Uizl. ) независно променљиве величине, док су UВЕ и
IС зависно променљиве величине.
Ова улазна карактеристика је веома слична карактеристици диоде у пропусном меру, јер је то
карактеристика пропусно (директно) поларисаног ПН споја између базе и емитора.
Повећањем UСЕ улазна карактеристика се помера у десно, јер се повећањем UСЕ повећава
инверзна поларизација колекторског споја. Зато се ОПТ између С и В шири, односно ефективна
ширина базе се смањује. Тако се област кроз коју протиче IВ сужава па се IВ смањује. Ова појава
се назива ширинска модулација базе, јер се променом UСЕ мења ширина В. Због сужавања В,
њена отпорност се повећава, а IВ смањује и обрнуто. ( Ово се зове и Ерлијев (Early) ефекат или
реакција колектора.)
У тачки 1 постоји UВЕ1, UСЕ1, IВ1, а у тачки 2: UВЕ2, UСЕ2, IВ2. Када је UВЕ1 = UВЕ2 за UCE2 >UCE1 биће IB2<IB1
ИЗЛАЗНА КАРАКТЕРИСТИКА биполарног транзистора у споју са заједничким емитором:
IС = f (UСЕ ), када је IВ = const.
Помоћу потенциометра Р2, уз
очитавање на електронском
волтметру великог
унутрашњег отпора (преко
100кV), V2 се подеси на једну
сталну вредност UCE. Затим
се помоћу Р1 у једнаким
интервалима мења UВЕ уз
очитавање на V1 .
Истовремено се на
 очитава IВ и уноси у
одговарајућу табелу, а затим
и у дијаграм.
IB [A]
UBE[V]
UCE1
UCE2 (>UCE1)
IB1
IB2 (<IB1)
UBE =const.
2 V
10 V
тачка 1
тачка 2
Прво се потенциометром Р1,
подеси IВ и она се током мерења
одржава константном. Затим се
помоћу Р2 мења UСЕ у правилним
размацима, у почетку мањим, а
касније већим. Истовремено се
очитава IС на милиамперметру.
IC[mA]
UCE[V]
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Ако бисмо посматрали излазну карактеристику транзистора за једну константну струју базе,
уочили би три области:
ДИРЕКТНО ПРЕНОСНА КАРАКТЕРИСТИКА биполарног транзистора у споју са заједничким
емитором:
IС = f (IВ ), када је UСЕ = const.
ПОВРАТНО ПРЕНОСНА КАРАКТЕРИСТИКА биполарног транзистора у споју са заједничким
емитором:
IС = f (UВЕ ), када је UСЕ = const.
Слична је улазној карактеристици само је подела на вертикалној оси h21E пута већа. (У овом
случају иста побуда у В при већем UСЕ даје већу IC . То је последица смањења рекомбинације у
В – које даје већи транспортни фактор и већу IC .)
IC [mA]
UCE [V]
IB = 20 µA
6
4
2
10 20 30 40
I – ОБЛАСТ ЗАСИЋЕЊА
IC нагло расте при успостављању
UCE јер у В има пуно нос. наел.
I I – РАДНА (АКТИВНА) ОБЛАСТ
скоро сви електрони који су из Е
кренули у В настављају ка С куда
их вуче довољно јако ел. поље
између С и В. (Овде се транз.
понаша као извор конст. струје.)
I I I – ОБЛАСТ ПРОБОЈА
пробој споја СВ у инверзном
смеру
IC[mA]
10
8
6
4
2
10 20 30 40 50
IB [µA]
UCE = 10 V
UCE = 2 V UCE мало утиче на IC
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Често се даје и карактеристика која приказује зависност коефицијента струјног појачања h21E од
промене IC са температуром као параметром:
ПРОБОЈНИ НАПОНИ КОД ТРАНЗИСТОРА:
Пробој настаје у споју СВ и лавинског је типа. Напон при ком долази до пробоја зависи од
услова под којим се налази транзистор:
1. В – отворена → најпре долази до пробоја (при напону ):
2. RB ≠ 0
3. RB = 0
4. UBE < 0
UBE [V]
IC [mA]
UCE = 10 V
UCE = 2 V
6
4
2
0,625 0,750
T=100°C
T=25°C
T=-50°C
h21E = f (IC ), при T = const.
ICEO
U’
CEO
IB = 0
RB→∞
UCER
UCES
RB
UCEV
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Да ли сте разумели? Знате ли да одговорите на следећа питања:
1. Шта је то статичка карактеристика, а шта фамилија статичких карактеристика?
2. Шта су то статичке карактеристике транзистора? Које све постоје, шта представљају и
како се снимају (како изгледа коло за снимање карактеристика)?
3. Који се параметри узимају као независни, а који као зависни и зашто?
4. Чему одговара улазна карактеристика транзистора у споју са заједничким емитором?
5. Како утиче на карактеристике транзистора промена ширине базе услед промене
колекторског напона?
6. Зашто се мења ширина базе променом колекторског напона?
7. Објасни појаву ширинске модулације базе (помоћу улазне карактеристике биполарног
транзистора)
8. Шта су то статичке карактеристике транзистора? Које све постоје, шта представљају и
како се снимају (како изгледа коло за снимање карактеристика)?
9. Зашто настаје пробој код транзистора?
10. Како утиче отпор између В и Е на величину пробојног напона транзистора?
11. Која се величина мења као независно променљива, која се добија као зависно
променљива, а која се одржава константном код снимања излазних карактеристика
транзистора?
12. Шта је представљено на преносним карактеристикама и које врсте преносних
карактеристика постоје?
i
Зову се статичке јер представљају међусобну зависност једносмерних величина. (Код динамичких
карактеристика приказане су зависности наизменичних величина.)
[Type a quote from the document or
the summary of an interesting point.
You can position the text box
anywhere in the document. Use the
Text Box Tools tab to change the
formatting of the pull quote text
box.]
U’
CEO < U’
CER < U’
CES < U’
CEV
важи и:
U’
CEO < U’’
CEO U’’’
CEO
када је
h’
21E > h’’
21E > h’’’
21E
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Oсновне компоненте струја у
транзистору. Коефицијенти струјног
појачања
Шема НПН транзистора са изворима напајања и означеним стварним смеровима струја (који су
супротни физичком току електрона):
Шема ПНП транзистора:
Коефицијент једносмерног струјног појачања се дефинише као количник (једносмерне)
излазне и улазне струје и обележава се са h21.
h21 = Iizl. / Iul. - (разликује се код различитих транзистора истог типа)
IE = IB + IC
Једначина написана по првом Кирхофовом закону за
тачку А:
EBE
+
ECE
+
A
E
B
C
IB
IE
IC
IB је око 100 пута мања од IC или IE , па се у односу на њих
може занемарити. Због тога се може сматрати да су IE и IC
приближно једнаке:
IB ≈ IC / 100 IE = IB + IC ⇒ IE ≈ IC
EEB +
+
EEC
A
E
B
C
IB
IC
IE
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Инверзна струја колекторског споја (споја СВ) тече код инверзне поларизације споја СВ када је
емиторски прикључак отворен.
Код Si споја занемарљиво је мала (ВС107: ICBO ~ 200pA) (али код транзистора веће снаге може да буде и
око 200 А). Удвостручава се при сваком повишењу температуре споја за 10°С. У нормалним радним
условима ни тако повећана струја практично не утиче на рад Si транзистора. Међутим утиче на рад Ge
транзистора јер је код њих она око 1000 пута већа.
При отвореном базном прикључку кроз транзистор тече струја ICЕO
Она оријентационо износи око 50nA и занемарљива је код Si транзистора.
ICEO = h21E *ICBO
Проверите да ли сте научили. Знате ли одговоре на следећа питања?
1. Чему је једнака струја емитора у транзистору?
2. Како се дефинише коефицијент једносмерног струјног појачања?
3. Када теку струје ICBO и ICEO и колико оријентационо износе?
ICBO
+
ECB
E
B
C
ICEO
ECE
+
B
C
E
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Писана припрема за час
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
НАЧИН ВЕЗИВАЊА ТРАНЗИСТОРА:
Транзистор као елемент са три прикључка (Е,В,С) описују три струје и три напона. Из услова
равнотеже напона и струја у колу:
IE = IC + IB
UEB + UCE - UCB = 0 тј. UCB = UCE +UEB
следи да само четири од ових шест величина могу да представљају независне променљиве у
математичком моделу транзистора.
Транзистор се везује за два електрична кола (прво је улазно или управљачко, а друго је излазно
или управљано) која имају по два краја за прикључивање.
Преко транзистора се постиже спрега
између та два кола.
Блок-шема појачавача:
Како транзистор има три прикључка (Е,В,С), један од њих биће заједнички и за улазно и за
излазно коло. У зависности од тога која је електрода транзистора заједничка за улазно и
излазно коло, разликујемо три начина везивања транзистора.
Транзистор се повезује тако да једна од електрода представља улазни, друга излазни
прикључак, а трећа је заједничка улазном и излазном колу. У односу на заједнички прикључак,
као референтну тачку, одређују се сви напони. Према томе који је прикључак заједнички
(референтни) разликују се три спреге (споја) транзистора:
 заједнички емитор
 заједничка база
 заједнички колектор
(у свим облицима спреге транзистора база представља један од улазних прикључака, а
колектор један од излазних)
U1 U2
I1 I2
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Писана припрема за час
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Прикључивање транзистора у споју са заједничким емитором
Iul. = IB Uul. = UBE улаз је између В и Е
Iizl. = IC Uizl. = UCE излаз је између С и Е
Е је заједничка електрода за улазно и
излазно коло
Транзистор у споју са заједничким емитором се најчешће употребљава у појачавачким колима,
јер је то једина конфигурација која има и струјно и напонско појачање веће од 1.
Улазна (контролна) величина је струја базе, а излазна (контролисана) величина струја
колектора. Мале промене улазне, доводе до великих промена излазне величине. Коефицијент
једносмерног струјног појачања транзистора у споју са заједничким емитором је:
h21E = IC / IB =  (типично је око 100, а најчешће од 50 до 250).
Прикључивање транзистора у споју са заједничком базом
У споју са заједничком базом улазна величина је струја емитора, а излазна струја колектора.
Коефицијент струјног појачања транзистора у споју са заједничком базом, h21В је:
h21В =IC / IE = IC / (IС + IВ ) =  = (типично је око 0.99, а најчешће од 0.95 до 0.999).
IE ≈ IC ⟹ h21В ≈ 1 - не појачава струју
Мале промене улазног напона UEB доводе до сразмерно великих промена улазне, а тиме и
излазне струје. Како IC не зависи од UCB, транзистор се понаша као напонски управљан извор
струје чија је унутрашња отпорност веома велика, што омогућује остваривање појачања
напона.
Овакав начин везивања се употребљава на високим учестаностима.
1.
B
E E
C
B
C
E
IB
IC
UBE
UCE
УЛАЗ
ИЗЛАЗ
2.
УЛАЗ ИЗЛАЗ
E
B B
C
IE IC
UEB UCB
Iul. = IE Uul. = UEB
Iizl. = IC Uizl. = UCB
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Писана припрема за час
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.
Прикључивање транзистора у споју са заједничким колектором
Транзистор у споју са заједничким колектором се употребљава за прилагођење отпорности или
за појачање струје (не појачава напон). Његов коефицијент једносмерног струјног појачања је:
h21С = IЕ / IB ≈ h21E = IC / IB
За сваки од три облика спреге транзистора потребно је познавати однос напона и струја у
улазном и излазном колу. Електрична својства транзистора описују се на три начина:
 графички, дијаграмима који као променљиве приказују однос две изабране величине,
при чему друге две величине представљају константе или параметре;
 графички, еквивалентном шемом која приказује транзистор као четворопол;
 аналитички, математичком представом помоћу система једначина.
У начелу, први метод се користи за анализу рада транзистора при сразмерно великим улазним
сигналима, други за анализу рада транзисторских кола када се величине напона и струја мало
мењају у односу на неке унапред одређене (задате) вредности, а трећи као математичка
основа за тумачење еквивалентних шема и показатеља који из њих проистичу.
Транзистори се најчешће производе у планарној или епитаксијалној техници. Планарна
технологија израде транзистора слична је производњи диода, само постоји једна дифузија
више.
3.
УЛАЗ
ИЗЛАЗ
E
B
C
C
UBC
UEC
IB
IE
Iul. = IB Uul. = UBC
Iizl. = IE Uizl. = UEC
N
N+
N+
P
C B E
Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд
Писана припрема за час
Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.

More Related Content

What's hot

друштвена стратификација
друштвена стратификацијадруштвена стратификација
друштвена стратификацијаangelinabrankovic51
 
Рачунарске мреже
Рачунарске мрежеРачунарске мреже
Рачунарске мрежеbbilja
 
Fiziološka akustika, frekvenc. i dinamički opseg čujnosti
Fiziološka akustika, frekvenc. i dinamički opseg čujnostiFiziološka akustika, frekvenc. i dinamički opseg čujnosti
Fiziološka akustika, frekvenc. i dinamički opseg čujnostiМилица Првуловић
 
9. адаптације
9. адаптације9. адаптације
9. адаптацијеBobMark8
 
Ekologija ponavljanje (3)
Ekologija ponavljanje (3)Ekologija ponavljanje (3)
Ekologija ponavljanje (3)Ena Horvat
 
Srčana slabost za prezentaciju 1
Srčana slabost za prezentaciju 1Srčana slabost za prezentaciju 1
Srčana slabost za prezentaciju 1Miodrag Jarkin
 
Lijekovi s djelovanjem na srčanu aktivnost
Lijekovi s djelovanjem na srčanu aktivnostLijekovi s djelovanjem na srčanu aktivnost
Lijekovi s djelovanjem na srčanu aktivnostAntonio Kobaš
 
Jestive i lekovite biljke
Jestive i lekovite biljkeJestive i lekovite biljke
Jestive i lekovite biljkemetodicar4
 
Anafilaktička reakcija i anafilaktički šok
Anafilaktička reakcija i anafilaktički šokAnafilaktička reakcija i anafilaktički šok
Anafilaktička reakcija i anafilaktički šokSebila Rustempašić
 
патофізіологія серця
патофізіологія серцяпатофізіологія серця
патофізіологія серцяVictor Dosenko
 
Endokrini sistem ,anatomija i fiziologija
Endokrini  sistem ,anatomija i fiziologijaEndokrini  sistem ,anatomija i fiziologija
Endokrini sistem ,anatomija i fiziologijadr Šarac
 
Орган слуху та рівноваги
Орган слуху та рівновагиОрган слуху та рівноваги
Орган слуху та рівновагиAlla Khodorovska
 

What's hot (20)

друштвена стратификација
друштвена стратификацијадруштвена стратификација
друштвена стратификација
 
Рачунарске мреже
Рачунарске мрежеРачунарске мреже
Рачунарске мреже
 
Lekcia3
Lekcia3Lekcia3
Lekcia3
 
Fiziološka akustika, frekvenc. i dinamički opseg čujnosti
Fiziološka akustika, frekvenc. i dinamički opseg čujnostiFiziološka akustika, frekvenc. i dinamički opseg čujnosti
Fiziološka akustika, frekvenc. i dinamički opseg čujnosti
 
9. адаптације
9. адаптације9. адаптације
9. адаптације
 
Ekologija ponavljanje (3)
Ekologija ponavljanje (3)Ekologija ponavljanje (3)
Ekologija ponavljanje (3)
 
Povreda kostiju i zglobova
Povreda kostiju i zglobovaPovreda kostiju i zglobova
Povreda kostiju i zglobova
 
Srčana slabost za prezentaciju 1
Srčana slabost za prezentaciju 1Srčana slabost za prezentaciju 1
Srčana slabost za prezentaciju 1
 
Racunarske mreze
Racunarske mrezeRacunarske mreze
Racunarske mreze
 
Holesterol i ateroskleroza
Holesterol i aterosklerozaHolesterol i ateroskleroza
Holesterol i ateroskleroza
 
Elementarni pojmovi ekg
Elementarni pojmovi ekgElementarni pojmovi ekg
Elementarni pojmovi ekg
 
Lijekovi s djelovanjem na srčanu aktivnost
Lijekovi s djelovanjem na srčanu aktivnostLijekovi s djelovanjem na srčanu aktivnost
Lijekovi s djelovanjem na srčanu aktivnost
 
Stres
StresStres
Stres
 
Jestive i lekovite biljke
Jestive i lekovite biljkeJestive i lekovite biljke
Jestive i lekovite biljke
 
Anafilaktička reakcija i anafilaktički šok
Anafilaktička reakcija i anafilaktički šokAnafilaktička reakcija i anafilaktički šok
Anafilaktička reakcija i anafilaktički šok
 
патофізіологія серця
патофізіологія серцяпатофізіологія серця
патофізіологія серця
 
Ekg zapisi
Ekg zapisiEkg zapisi
Ekg zapisi
 
Endokrini sistem ,anatomija i fiziologija
Endokrini  sistem ,anatomija i fiziologijaEndokrini  sistem ,anatomija i fiziologija
Endokrini sistem ,anatomija i fiziologija
 
Aritmije
Aritmije Aritmije
Aritmije
 
Орган слуху та рівноваги
Орган слуху та рівновагиОрган слуху та рівноваги
Орган слуху та рівноваги
 

Similar to Elektronika

Nalaženje vrste i mesta kvara na vodovima
Nalaženje vrste i mesta kvara na vodovimaNalaženje vrste i mesta kvara na vodovima
Nalaženje vrste i mesta kvara na vodovimaradovicpb
 
Redno rezonantno kolo
Redno rezonantno koloRedno rezonantno kolo
Redno rezonantno kolotehnickaso
 
Основни електронски елементи-пасивни и активниi
Основни електронски елементи-пасивни и активниiОсновни електронски елементи-пасивни и активниi
Основни електронски елементи-пасивни и активниitio_marina
 
2008 rep-oet1 resenja
2008 rep-oet1 resenja2008 rep-oet1 resenja
2008 rep-oet1 resenjaOlgica Rakic
 
dokumen.tips_harmonijski-oscilatori.ppt
dokumen.tips_harmonijski-oscilatori.pptdokumen.tips_harmonijski-oscilatori.ppt
dokumen.tips_harmonijski-oscilatori.pptVarnicaStefan
 
Odgovori Na Pitanja
Odgovori Na PitanjaOdgovori Na Pitanja
Odgovori Na Pitanjaguesta35912c
 
Pojacavac snage u klasi A
Pojacavac snage u klasi APojacavac snage u klasi A
Pojacavac snage u klasi ABiljana Popovic
 
Sastavljanje stujnih kola
Sastavljanje stujnih kolaSastavljanje stujnih kola
Sastavljanje stujnih kolaSlavka Čičak
 
EKSPERIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA PRI OSCILAT...
EKSPERIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA PRI OSCILAT...EKSPERIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA PRI OSCILAT...
EKSPERIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA PRI OSCILAT...Juso Ikanovic
 
Vežba k ke tranzistora
Vežba k ke tranzistoraVežba k ke tranzistora
Vežba k ke tranzistoradbeka
 
Poluprovodnicke komponente predavanja1
Poluprovodnicke komponente predavanja1Poluprovodnicke komponente predavanja1
Poluprovodnicke komponente predavanja1Im1318
 
Measuring Copper / Merenja na bakarnim linkovima
Measuring Copper / Merenja na bakarnim linkovimaMeasuring Copper / Merenja na bakarnim linkovima
Measuring Copper / Merenja na bakarnim linkovimaNemanja Radić
 
Paralelno rezonantno kolo
Paralelno rezonantno koloParalelno rezonantno kolo
Paralelno rezonantno kolotehnickaso
 
Problems in Design and Construction of High Power Transformers for Electric А...
Problems in Design and Construction of High Power Transformers for Electric А...Problems in Design and Construction of High Power Transformers for Electric А...
Problems in Design and Construction of High Power Transformers for Electric А...Juso Ikanovic
 
Komenzacija reaktivne elektricne energije
Komenzacija reaktivne elektricne energijeKomenzacija reaktivne elektricne energije
Komenzacija reaktivne elektricne energijezornik
 
ML3.4 Ponjavic Djuric Smiljanic
ML3.4 Ponjavic Djuric SmiljanicML3.4 Ponjavic Djuric Smiljanic
ML3.4 Ponjavic Djuric SmiljanicNenad Smiljanic
 
BOOSTER REGULACIJA NAPONA NA NISKONAPONSKOJ SТRANI ENERGEТSКIН TRANSFORМATORA
BOOSTER REGULACIJA NAPONA NA NISKONAPONSKOJ SТRANI ENERGEТSКIН TRANSFORМATORABOOSTER REGULACIJA NAPONA NA NISKONAPONSKOJ SТRANI ENERGEТSКIН TRANSFORМATORA
BOOSTER REGULACIJA NAPONA NA NISKONAPONSKOJ SТRANI ENERGEТSКIН TRANSFORМATORAJuso Ikanovic
 

Similar to Elektronika (20)

Projekat el postrojenja
Projekat el postrojenjaProjekat el postrojenja
Projekat el postrojenja
 
Nalaženje vrste i mesta kvara na vodovima
Nalaženje vrste i mesta kvara na vodovimaNalaženje vrste i mesta kvara na vodovima
Nalaženje vrste i mesta kvara na vodovima
 
Redno rezonantno kolo
Redno rezonantno koloRedno rezonantno kolo
Redno rezonantno kolo
 
Digitalni multimetri
Digitalni multimetriDigitalni multimetri
Digitalni multimetri
 
Основни електронски елементи-пасивни и активниi
Основни електронски елементи-пасивни и активниiОсновни електронски елементи-пасивни и активниi
Основни електронски елементи-пасивни и активниi
 
2008 rep-oet1 resenja
2008 rep-oet1 resenja2008 rep-oet1 resenja
2008 rep-oet1 resenja
 
dokumen.tips_harmonijski-oscilatori.ppt
dokumen.tips_harmonijski-oscilatori.pptdokumen.tips_harmonijski-oscilatori.ppt
dokumen.tips_harmonijski-oscilatori.ppt
 
Odgovori Na Pitanja
Odgovori Na PitanjaOdgovori Na Pitanja
Odgovori Na Pitanja
 
3. sistemi zastita
3.   sistemi  zastita3.   sistemi  zastita
3. sistemi zastita
 
Pojacavac snage u klasi A
Pojacavac snage u klasi APojacavac snage u klasi A
Pojacavac snage u klasi A
 
Sastavljanje stujnih kola
Sastavljanje stujnih kolaSastavljanje stujnih kola
Sastavljanje stujnih kola
 
EKSPERIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA PRI OSCILAT...
EKSPERIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA PRI OSCILAT...EKSPERIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA PRI OSCILAT...
EKSPERIMENTALNI REZULTATI MJERENJA ODZIVA NAMOTAJA TRANSFORMATORA PRI OSCILAT...
 
Vežba k ke tranzistora
Vežba k ke tranzistoraVežba k ke tranzistora
Vežba k ke tranzistora
 
Poluprovodnicke komponente predavanja1
Poluprovodnicke komponente predavanja1Poluprovodnicke komponente predavanja1
Poluprovodnicke komponente predavanja1
 
Measuring Copper / Merenja na bakarnim linkovima
Measuring Copper / Merenja na bakarnim linkovimaMeasuring Copper / Merenja na bakarnim linkovima
Measuring Copper / Merenja na bakarnim linkovima
 
Paralelno rezonantno kolo
Paralelno rezonantno koloParalelno rezonantno kolo
Paralelno rezonantno kolo
 
Problems in Design and Construction of High Power Transformers for Electric А...
Problems in Design and Construction of High Power Transformers for Electric А...Problems in Design and Construction of High Power Transformers for Electric А...
Problems in Design and Construction of High Power Transformers for Electric А...
 
Komenzacija reaktivne elektricne energije
Komenzacija reaktivne elektricne energijeKomenzacija reaktivne elektricne energije
Komenzacija reaktivne elektricne energije
 
ML3.4 Ponjavic Djuric Smiljanic
ML3.4 Ponjavic Djuric SmiljanicML3.4 Ponjavic Djuric Smiljanic
ML3.4 Ponjavic Djuric Smiljanic
 
BOOSTER REGULACIJA NAPONA NA NISKONAPONSKOJ SТRANI ENERGEТSКIН TRANSFORМATORA
BOOSTER REGULACIJA NAPONA NA NISKONAPONSKOJ SТRANI ENERGEТSКIН TRANSFORМATORABOOSTER REGULACIJA NAPONA NA NISKONAPONSKOJ SТRANI ENERGEТSКIН TRANSFORМATORA
BOOSTER REGULACIJA NAPONA NA NISKONAPONSKOJ SТRANI ENERGEТSКIН TRANSFORМATORA
 

More from EuroTruck1

More from EuroTruck1 (9)

bios173
bios173bios173
bios173
 
varenjetijebem
varenjetijebemvarenjetijebem
varenjetijebem
 
krvitijebem5
krvitijebem5krvitijebem5
krvitijebem5
 
krvtijebem4
krvtijebem4krvtijebem4
krvtijebem4
 
krvtijebem3
krvtijebem3krvtijebem3
krvtijebem3
 
krvtijebem2
krvtijebem2krvtijebem2
krvtijebem2
 
Krvtijebem1
Krvtijebem1Krvtijebem1
Krvtijebem1
 
Elektronika 3355
Elektronika 3355Elektronika 3355
Elektronika 3355
 
Supra
SupraSupra
Supra
 

Elektronika

  • 1. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Ограничења у раду транзистора Напон UCE се мора ограничити. Произвођач даје његову максималну вредност UCEM. Произвођач даје и максималну вредност струје која може да тече кроз транзистор ICM. Снага на транзистору PC = IC * UCE је такође ограничена на PCM од стране произвођача. Ако снага пређе PCM, доћи ће до уништења транзистора због прегревања. Зато одређујемо колика I може да се дозволи да тече кроз транзистор за неки напон на њему: IC = PCM / UCE Цртање хиперболе снаге: UCE = 0 ⇒ IC → ∞ ; UCE ↗ ⇒ IC ↘ ; UCE → ∞ ⇒ IC → 0 Хипербола снаге, заједно са ICM и UCEM одређује границе употребе транзистора. Прекорачење доводи до тренутног уништења транзистора. const. променљива једначина хиперболе
  • 2. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Режими рада транзистора Оба ПН споја биполарног транзистора могу бити, независно један од другог, и директно и инверзно поларисани. Зато разликујемо четири режима рада: Режим: спој ЕВ спој СВ транз. се понаша као: 1. ДИРЕКТАН АКТИВАН ДИР ИНВ UBE ≈ 0,7 V IC = h21 IB појачавач 2. НЕПРОВОДАН (ЗАКОЧЕЊЕ) ИНВ ИНВ UBE ≤ 0,5 V IC = 0 отворен прекидач 3. ЗАСИЋЕЊЕ ДИР ДИР UBES ≈ 0,8 V (max); UCES ≈ 0,2 V (min) ICS>IC, али је IBS≫IB ⇒ h21IBmin>ICmax затворен прекидач 4. ИНВЕРЗАН АКТИВАН ИНВ ДИР НПН транзистор ДИР. ИНВ. UBE + - UCB - + 1. Директан активан режим је режим у коме се носиоци наелектрисања под дејством директне поларизације споја ЕВ убацују из Е у В, а одатле прикупљају у С захваљујући инверзној поларизацији споја СВ. При раду у директном активном режиму изразито се испољавају појачавачка својства транзистора. (Транзистор треба да ради у подручју на којем су односи између електричних величина мање-више линеарни. Посматрајући излазне карактеристике – то је подручје где су криве паралелне и еквидистантне.) 2. У непроводном радном режиму транзистора оба ПН споја су инверзно поларисана. Струја практично не тече кроз транзистор и он се понаша као отворен прекидач. (То је подручје у близини апсцисне осе – при јако малим IC) 3. Биполарни транзистор ради у режиму засићења када се оба ПН споја директно поларишу. Кроз транзистор може да тече већа струја, док постоји само мали пад напона на колекторском споју. Можемо сматрати да се транзистор понаша као затворен прекидач. (Односи су веома нелинеарни и промене напона не прате пропорционалне промене струја – то је подручје у близини ординате – при јако малим UCE .) 4. Овај режим рада се остварује ако се емиторски спој поларише инверзно, а колекторски директно. Практично, настаје ситуација поларизације транзистора за рад у (директном) ПНП транзистор ДИР. ИНВ. UBE - + UCB + -
  • 3. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. активном режиму, с тим да су С и Е заменили улоге. Због слабе допираности (мале концентрације) колектора, коефицијент струјног појачања је јако смањен. Зато је овај режим, генерално, непогодан за појачања, међутим, често се користи у неким аналогним прекидачким и дигиталним колима. Ознаке транзистора Постоје разне врсте транзистора: за мале снаге (до 300 mW), за велике снаге (> 1 W), високофреквенцијски, нискофреквенцијски итд. Зато се они на различите начине и означавају. Ознаке су обично америчке или европске, а многе земље имају и своје посебне ознаке (Јапан). Европске ознаке: Имају форму: (2-3 слова, 2-3 цифре) 1.Прво слово нам говори од ког материјала је направљен транзистор (врсту полупроводника): A = Ge B = Si C = GaAs R = сложено једињење 2.Друго слово означава намену транзистора: C → нискофреквентни транзистор, за мале снаге (до 600 mW) D → нискофреквентни, снажни транзистор F → високофреквентни транзистор, за мале сигнале L → високофреквентни, снажни транзистор U → за високи напон, прекидачки транзистор S → прекидачки транзистор 3.По неки пут постоји и треће слово, али код различитих произвођача значи различите ствари, па није поуздана ознака. Најчешће постоји код елемената за професионалну, специјалну намену (индустрија, продаја...): R → примена на врло високим фреквенцијама (до 5 GHz) Q → микроталасни X → прекидачки Y → професионалне компоненте (метално кућиште) Z → позлаћене ножице Сериjски број иде од 100 до 9999. Примери: BC108, BAW68, BF239, BFY51 Америчке ознаке: Имају форму: (број, слово, серијски број, [суфикс]) где је слово увек “N”.
  • 4. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Први број је увек мањи за један од оног колико транзистор има ножица (2 за транзисторе са 3 ножице). Серијски бројеви иду од 100 до 9999. Суфикс означава снагу транзистора: A = мале снаге B = средње снаге C = велике снаге [без услова] = не груписани (било која снага) Примери: 2N3819, 2N1893, 2N2222 Јапанске ознаке: Имају форму: (број, два слова, серијски број, [суфикс]) Први број је увек мањи за један од оног колико транзистор има ножица (2 за транзисторе са 3 ножице). Два слова означавају тип транзистора и апликацију: SA → ПНП високофреквенцијски транзистор SB → ПНП нискофреквенцијски транзистор SC → НПН високофреквенцијски транзистор SD → НПН нискофреквенцијски транзистор SJ →П-канални ФЕТ/МОСФЕТ SK → Н-канални ФЕТ/МОСФЕТ Примери: 2SA1187, 2SB646, 2SC733 Произвођачи транзистора обично дају две врсте каталога: 1. Са табеларним подацима за одређене услове (UCE , IC , температуру околине...) 2. Комплетни дијаграми са табеларним подацима за детаљну анализу особина транзистора и за прорачун Да ли сте разумели? Знате ли да одговорите на следећа питања: 1. Које електричне величине су ограничене код транзистора? 2. Која су то 4 режима рада биполарног транзистора и како се транзистор понаша у сваком од њих? 3. За ПНП (НПН) транзистор који ради у директном активном режиму какав је знак (позитиван или негативан) за IE, IC, IB, UCB, UEB? 4. Нацртати у четири квадранта 4 одговарајућа режима рада биполарног ПНП (НПН) транзистора 5. Како се означавају транзистори у Европи, Америци и Јапану?
  • 5. BIPOLARNI TRANZISTOR KAO PREKIDAČ Analiza prekidačkog režima (a)-prekidačko kolo, (b)-uključenje, (c)-isključenje Za razumevanje i analizu procesa uključenja i isključenja se koristi osnovno prekidačko kolo čiji su karakteristični talasni oblici prikazani na slici. Na slici (a) je prikazano osnovno prekidačko kolo sa tranzistorom Q , diodom D i strujnim izvorom I0. Pobuda tranzistora se ostvaruje iz dva nezavisna strujna izvora : IB1- za uključenje i IB2 za isključenje.
  • 6. UKLJUČENJE Nakon dovođenja pobudnog strujnog impulsa IB1, struja tranzistora se počinje uspostavljati ali sa određenim kašnjenjem. Ovo vreme kašnjenja (delay time) pri uključenju je označeno sa tud . U toku ovog vremena se puni kapacitet spoja B-E, pa je ovo vreme određeno strujom punjenja i veličinom datog kapaciteta CBE . Nakon toga dolazi do uspostavljanja struje kolektora tranzistora od vrednosti I0 za vreme tur koje ustvari predstavlja vreme porasta struje pri uključenju (rising time). Ovo vreme je upravo potrebno da manjinski nosioci na putu kroz bazu stignu do kolektorskog spoja. U toku ovog vremena dakle dolazi do akumulacije manjinskih nosilaca u bazi i do porasta njihovog gradijenta koncentracije, pa tako raste i struja kolektora do svoje ustaljene vrednosti I0 . Ovaj efekat se još naziva i efekat "širenja baze". Na kraju ovog procesa je praktično B-C spoj preplavljen manjinskim nosiocima i baza se proširila do svojih metalurških granica.
  • 7. U katalozima proizvođača vreme porasta se definiše kao vreme za koje je potrebno da struja kolektora poraste sa 10% na 90% od svoje ustaljene vrednosti. Vreme uključenja tu predstavlja zbir vremena tud i tur . U ovom intervalu uključenja napon na kolektoru tranzistora postepeno opada od vrednosti napona na kolektoru koja je jednaka naponu jednosmernog izvora napajanja uCE(SAT ) . VS , na vrednost U toku vremena uključenja tranzistor se ustvari nalazi u aktivnom režimu, te se stoga na njemu razvija značajna snaga disipacije (snaga gubitaka pri uključenju) koja je prikazana šrafiranom površinom
  • 8. ISKLJUČENJE Pobuda se sada ostvaruje prebacivanjem kontrolnog prekidača, tako da je sada aktivan strujni izvor IB2 u kolu baze, koji generiše struju suprotnog smera dovodeći tranzistor u stanje blokiranja. Nakon dovođenja negativnog pobudnog strujnog impulsa IB2 , struja tranzistora počinje da opada ali sa određenim kašnjenjem. Ovo vreme kašnjenja pri isključenju se ponekad naziva i vreme nagomilavanja (storage time) i označeno je sa tis . U ovom intervalu dolazi do evakuacije nagomilanih akumulisanih naelektrisanja. Obično se u ovom intervalu vrši prvo rasterećenje baze odvođenjem viška nosilaca naelektrisanja. U katalozima proizvođača se ovo vreme definiše kao vreme kašnjenja između trenutka pada bazne struje ispod 90% njene ustaljene vrednosti i trenutka pada kolektorske struje ispod 90% njene ustaljene vrednosti. Ovaj vremenskiinterval se naziva vreme opadanja (fall time) i označeno jesa tif .
  • 9. Nakonevakuacije viškanosilacanaelektrisanjamenjase gradijent manjinskih nosilaca, odnosno sa njegovim padom opadaistrujakolektora IC . Drugimrečimabaznopodručjeseskupljadosvojih metalurških granica. Vreme isključenja ti predstavljazbirvremena tis i tif . U ovom intervalu isključenja napon na kolektoru tranzistora postepeno raste vrednosti napona nakolektoru uCE(SAT) ,
  • 10. koja jejednaka naponu zasićenja do vrednosti napona jednosmernog izvora napajanja -VS . Uovomintervalu tranzistor setakođe nalazi u aktivnom režimu,testogananjemurazvijaznačajnasnagadisipacije (snagagubitakapriisključenju) koja je prikazana šrafiranom površinom.
  • 11. Узроци нестабилности и стабилизације радне тачке Да се подсетимо! Када смо у предходним лекцијама говорили о топлотном пробоју код диода, рекли смо да с порастом температуре PN споја електрони добијају додатну енергију и лакше напуштају валентне везе, те постају слободни. Повећан број електрона значи да је струја која протиче кроз полупроводник већа. Знатна промена концентрације слободних носилаца услед промене температуре битно утиче на електричне особине свих полупроводничких компоненти. Код биполарних транзистора овај ефект испољава се нарочито у промени инверзне струје засићења 𝐼𝐶𝑂 промени струјног појачања β и напона на споју база-емитор 𝑈𝐵𝐸. Са становишта деформације излазних карактеристика наведена појава се манифестује у виду „развлачења“ карактеристика (сл.1.) и померања радне тачке транзистора. Слика 1.. – Деформација излазних карактеристика и померање радне tачке услед промене tемпературе Један од начина за ублажавање ефекта пораста колекторске струје при повишеној температури састоји се у везивању отпорника између емитора и масе. Конфигурација овог кола показана је на слици 2. У колу приказаном на слици 2. између емитора транзистора и масе везан је отпорник 𝑅Е . Напон на директно поларисаном споју база-емитор једнак је : 𝑈𝐵Е = 𝑈𝐵 - 𝑈𝐸 , (1) при чему је пад напона на отпорнику 𝑅Е: 𝑈Е= 𝑅Е x 𝐼Е = 𝑅Е x (1+ β)x 𝐼𝐶(2) Видимо да тај напон директно зависи од струје колектора. Уколико из неког разлога струја колектора 𝐼𝐶 порасте порашће и 𝑈𝐸 .
  • 12. Слика 2. – Стабилизација радне тачке емиторским отпорником Уз формуле (1) можемо да видимо да ће, уколико 𝑈𝐸 порасте, 𝑈𝐵Е да се смањи(у колу базе су све величине константе, па је и 𝑈𝐵 = const). Смањење директне поларизације споја база-емитор узрокује смањење струје базе 𝐼𝐵 штo даље узрокује смањење струје колектора 𝐼𝐶 = β x 𝐼𝐵 . Такав начин регулације струје назива се негативна повратна спрега (коло само смањује величину која се повећала коришћењем сопствених елемената), а о чему ће у наредним лекцијама бити више речи. Један од проблема који се јавља при таквој стабилизацији је то што на отпорнику 𝑅𝐵 универзна струја засићења ствара пад напона који је таквог смера да узрокује повећање 𝑈𝐵Е што умањује позитивно стабилизационо дејство које уноси пад напона на отпорнику 𝑅Е . Евидентно је да ће степен стабилизације бити израженији уколико је однос 𝑅𝐵 𝑅Е мањи. Други и много важнији проблем је тај што се појачање кола са стабилизацијоним отпорником смањује уколико желимо да задржимо исту радну тачку Q( 𝐼𝐶𝐸𝑄 𝐼𝐶𝑄 ). Наиме, једносмерна вредност колекторске струје у радној тачки 𝐼𝐶𝑄 одређена је за дате вредности напона 𝑈𝐶𝐸𝑄 𝐸𝐶𝐶 и отпорника 𝑅𝐶 у колу приказаном на слици 1. (без 𝑅𝐸 ) : 𝐼𝐶𝑄 = 𝐸𝐶𝐶 −𝑈𝐶𝐸𝑄 𝑅𝐶 . У колу приказаном на слици 2. она је одређена збиром вредности отпорника 𝑅𝐶 и 𝑅Е : 𝐼𝐶𝑄1= 𝐸𝐶𝐶 −𝑈𝐶𝐸𝑄1 𝑅𝐶+(1+β)𝑅Е . Да би струја 𝐼𝐶 задржала исту вредност: 𝐼𝐶𝑄 = 𝐼𝐶𝑄1 , потребно је вредности колекторског отпорника у колу приказаном на слици 2. смањити за вредност убаченог отпорника (1+ β) 𝑅Е . Пошто је појачање појачавача са заједничким емитором директно пропорционално вредности отпорника 𝑅𝐶 ( о чему ћемо касније детаљно говорити), смањењем 𝑅𝐶 оно ће се смањити. Штавише, за бољу температурну компензацију потребно је веће 𝑅Е , а то аутоматски повлачи мању вредност колекторског отпорника 𝑅𝐶.
  • 13.
  • 14. РАДНА ТАЧКА И РАДНА ПРАВА БИПОЛАРНИХ ТРАНЗИСТОРА Радна права биполарних транзистора може се нацртати на улазним или излазним статичким карактеристикама ( улазне карактеристике представљају међусобну зависност улазне струје од улазног напона, а излазне карактеристике зависност излазне струје од излазног напона, при томе се једна од величине, у првом случају излазна, а у другом – улазна, одржава константном и представља параметар). Радна права се дефинише једначинама које се пишу појединачно за свако коло са слике 1, како бисмо добили радну праву на улазним и излазним карактеристикама транзистора. Слика 1. За коло са слике важе следеће једначине: 1. ЕВВ= RВ* IВ + UBЕ 2. ЕCC= RC* IC+ UCЕ Радна права на улазним карактеристикама Уколико се радна права црта на улазним карактеристикама које представљају зависност IВ = f (UBЕ ) , тада на основу једначине бр. 1 важи следеће: IВ = ( ЕВВ - UBЕ ) / RВ Ова једначина представља једначину праве која показује зависност струје IВ од напона UBЕ . Уколико је IВ = 0 , тада добијамо следећу вредност за напон UBЕ: UBЕ = ЕВВ - RВ* 0= ЕВВ = 4 V Уколико је UBЕ = 0 , тада добијамо следећу вредност за струју IВ:
  • 15. IВ = ( ЕВВ - UBЕ ) / RВ = ЕВВ / RВ = 4 V/ 220 kΩ = 18,18 µA У пресеку радне праве и улазне карактеристике добија се радна тачка Q ( UBЕQ , IBQ ) Радна тачка показује да овај транзистор има струју базе IBQ и напон између базе и емитора UBЕQ. Слика 2. Радна права и радна тачка на улазним карактеристикама Радна права на излазним карактеристикама Уколико се радна права црта на улазним карактеристикама које представљају зависност Ic = f (UCЕ ) , тада на основу једначине бр. 2 важи следеће: Ic = ( Еcc – UCЕ ) / Rc Ова једначина представља једначину праве која показује зависност струје IC од напона UCЕ . Уколико је IC = 0 , тада добијамо следећу вредност за напон UCЕ: UCЕ = ЕCC - RВ* 0= ЕCC = 10 V ( Tačka A na x оси ) Уколико је UCЕ = 0 , тада добијамо следећу вредност за струју IC: IC= ( ЕCC- UCЕ ) / RC = ЕCC / RC = 10 V/ 2 kΩ = 5 mA ( Tačka B na Y оси )
  • 16. У пресеку радне праве и једне од излазних карактеристика добија се радна тачка Q ( UCЕQ , ICQ ). Радна тачка показује да овај транзистор има струју колектора ICQ и напон између колектора и емитора UCЕQ. Слика 3. Радна права и радна тачка на излазним карактеристикама
  • 17. ЈЕДНОСМЕРНИ РЕЖИМ РАДА БИПОЛАРНОГ ПРЕКИДАЧА У СПОЈУ СА ЗАЈЕДНИЧКИМ ЕМИТОРОМ Најважнији режим рада транзистора је активан режим, јер се тада транзистор понаша као појачавач. У активном режиму рада спој база-емитор је поларисан директно ( понаша се као директно поларисана диода ), док је спој база-колектор инверзно поларисан. На слици 1. је приказан пример поларизације NPN транзистора коришћењем два извора поларизације ЕВВ и ЕCC Слика 1. Извор поларизације ЕВВ директно поларише спој база-емитор и интензитет струје базе IВ одређује се помоћу отпорника RВ. Помоћу извора поларизације ЕCC и отпорника RC одређују се вредности напона UCЕ и струје IC тако да спој база-колектор буде инверзно поларисан ( тада важи UCB = UCЕ – UBЕ ≥ 0V ). Писањем једначина по 2. Кирхофовом закону, за контуре са слике добија се: Контура B-E: ЕВВ= RВ* IВ + UBЕ Контура C-E: ЕCC= RC* IC+ UCЕ Уколико је транзистор у активном режиму рада тада важи следеће: UBЕ = 0,7V и IC = β* IВ Тада из претходних формула добијамо следеће: IВ = ( ЕВВ - UBЕ ) / RВ UCЕ = ЕCC - RC*IC = ЕCC - RC* β* IВ
  • 18. На основу претходне једначине израчунава се UCЕ. Уколико је UCЕ≥ UBЕ односно UCЕ≥ 0,7V и он ради у активном режиму рада како смо и претпоставили. Уколико се добије да је UCЕ<UBЕ односно UCЕ<0,7V тада он не ради у активном режиму рада, већ у засићњу па је тада важи: UBЕ = UBЕS = 0,9V UCЕ = UCЕS = 0,2V Задатак бр. 1 За коло са НПН транзистором приказаним на слици 2. одредити вредности струја у колу ( IВ, IC, IЕ ) ако је струјно појачанје β = 100 Слика 2. РЕШЕЊЕ: Писањем једначина по 2. Кирхофовом закону, за контуре са слике добија се: Контура B-E: ЕВВ= RВ* IВ + UBЕ Контура C-E: ЕCC= RC* IC+ UCЕ Уколико је транзистор у активном режиму рада тада важи следеће: UBЕ = 0,7V и IC = β* IВ
  • 19. Тада из формулe која важи у контури B-E добијамо следеће: IВ = ( ЕВВ - UBЕ ) / RВ = ( 4 v – 0,7 v ) / 220 kΩ =15 µA IC = β* IВ= 100*15µA=1,5mA IE = IВ + IC =1,515mA Сада треба проверити да ли транзистор ради у активном режиму рада, односно да ли је UCЕ≥ UBЕ, Тада из формулe која важи у контури C-E добијамо следеће: UCЕ = ЕCC - RC*IC = ЕCC - RC* β* IВ =10V -2kΩ*1,5mA =10V-3V=7V Уколико је UCЕ≥ UBЕ односно UCЕ≥ 0,7V ,с обзиром на то да је7V≥ 0,7V , трансформатор ради у активном режиму рада како смо и претпоставили.
  • 20. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Статичке струјно-напонске карактеристике биполарног транзистора Својства биполарног транзистора као нелинеарног елемента најбоље описују његове статичкеi карактеристике, које се добијају мерењем. Статичке карактеристике транзистора су графички приказане зависности између улазног напона, улазне струје, излазног напона и излазне струје. То су његове спољне карактеристике које целовито одражавају особине транзистора проистекле из његове конструкције (геометрије појединих области, допирања – концентрације примеса и начина израде). Постоје улазне, излазне и преносне карактеристике. Улазне карактеристике представљају међусобну зависност улазне струје од улазног напона, а излазне карактеристике зависност излазне струје од излазног напона. При томе се једна од величине, у првом случају излазна, а у другом – улазна, одржава константном и представља параметар. Мењањем вредности параметра добијају се фамилије карактеристика. Постоје и преносне карактеристике које приказују зависност једне улазне и једне излазне величине. Ако су те две величине исте природе (обе струје или оба напона) реч је о директно преносној карактеристици, а ако су различите то је повратно преносна карактеристика. Уобичајено је да произвођачи дају карактеристике транзистора у споју са заједничким емитором. Коло помоћу кога се снимају све карактеристике транзистора у споју са заједничким емитором је: RZ , RC – служе за ограничење струје код погрешног укључивања; спречава се уништење транзистора или инструмената код неправилног руковања Е1 ,Е2 - служе за поларизацију емиторског, односно колекторског ПН споја Р1 Р2 IB IC UBE UCE
  • 21. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. УЛАЗНА КАРАКТЕРИСТИКА: IВ = f (UBЕ ), када је UСЕ = const. ZE – најчешће коришћена конфигурација, делимично и због тога што је јако згодно да контролна величина буде мала (IВ). Овде су IВ и UСЕ (Iul. и Uizl. ) независно променљиве величине, док су UВЕ и IС зависно променљиве величине. Ова улазна карактеристика је веома слична карактеристици диоде у пропусном меру, јер је то карактеристика пропусно (директно) поларисаног ПН споја између базе и емитора. Повећањем UСЕ улазна карактеристика се помера у десно, јер се повећањем UСЕ повећава инверзна поларизација колекторског споја. Зато се ОПТ између С и В шири, односно ефективна ширина базе се смањује. Тако се област кроз коју протиче IВ сужава па се IВ смањује. Ова појава се назива ширинска модулација базе, јер се променом UСЕ мења ширина В. Због сужавања В, њена отпорност се повећава, а IВ смањује и обрнуто. ( Ово се зове и Ерлијев (Early) ефекат или реакција колектора.) У тачки 1 постоји UВЕ1, UСЕ1, IВ1, а у тачки 2: UВЕ2, UСЕ2, IВ2. Када је UВЕ1 = UВЕ2 за UCE2 >UCE1 биће IB2<IB1 ИЗЛАЗНА КАРАКТЕРИСТИКА биполарног транзистора у споју са заједничким емитором: IС = f (UСЕ ), када је IВ = const. Помоћу потенциометра Р2, уз очитавање на електронском волтметру великог унутрашњег отпора (преко 100кV), V2 се подеси на једну сталну вредност UCE. Затим се помоћу Р1 у једнаким интервалима мења UВЕ уз очитавање на V1 . Истовремено се на  очитава IВ и уноси у одговарајућу табелу, а затим и у дијаграм. IB [A] UBE[V] UCE1 UCE2 (>UCE1) IB1 IB2 (<IB1) UBE =const. 2 V 10 V тачка 1 тачка 2 Прво се потенциометром Р1, подеси IВ и она се током мерења одржава константном. Затим се помоћу Р2 мења UСЕ у правилним размацима, у почетку мањим, а касније већим. Истовремено се очитава IС на милиамперметру. IC[mA] UCE[V]
  • 22. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Ако бисмо посматрали излазну карактеристику транзистора за једну константну струју базе, уочили би три области: ДИРЕКТНО ПРЕНОСНА КАРАКТЕРИСТИКА биполарног транзистора у споју са заједничким емитором: IС = f (IВ ), када је UСЕ = const. ПОВРАТНО ПРЕНОСНА КАРАКТЕРИСТИКА биполарног транзистора у споју са заједничким емитором: IС = f (UВЕ ), када је UСЕ = const. Слична је улазној карактеристици само је подела на вертикалној оси h21E пута већа. (У овом случају иста побуда у В при већем UСЕ даје већу IC . То је последица смањења рекомбинације у В – које даје већи транспортни фактор и већу IC .) IC [mA] UCE [V] IB = 20 µA 6 4 2 10 20 30 40 I – ОБЛАСТ ЗАСИЋЕЊА IC нагло расте при успостављању UCE јер у В има пуно нос. наел. I I – РАДНА (АКТИВНА) ОБЛАСТ скоро сви електрони који су из Е кренули у В настављају ка С куда их вуче довољно јако ел. поље између С и В. (Овде се транз. понаша као извор конст. струје.) I I I – ОБЛАСТ ПРОБОЈА пробој споја СВ у инверзном смеру IC[mA] 10 8 6 4 2 10 20 30 40 50 IB [µA] UCE = 10 V UCE = 2 V UCE мало утиче на IC
  • 23. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Често се даје и карактеристика која приказује зависност коефицијента струјног појачања h21E од промене IC са температуром као параметром: ПРОБОЈНИ НАПОНИ КОД ТРАНЗИСТОРА: Пробој настаје у споју СВ и лавинског је типа. Напон при ком долази до пробоја зависи од услова под којим се налази транзистор: 1. В – отворена → најпре долази до пробоја (при напону ): 2. RB ≠ 0 3. RB = 0 4. UBE < 0 UBE [V] IC [mA] UCE = 10 V UCE = 2 V 6 4 2 0,625 0,750 T=100°C T=25°C T=-50°C h21E = f (IC ), при T = const. ICEO U’ CEO IB = 0 RB→∞ UCER UCES RB UCEV
  • 24. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Да ли сте разумели? Знате ли да одговорите на следећа питања: 1. Шта је то статичка карактеристика, а шта фамилија статичких карактеристика? 2. Шта су то статичке карактеристике транзистора? Које све постоје, шта представљају и како се снимају (како изгледа коло за снимање карактеристика)? 3. Који се параметри узимају као независни, а који као зависни и зашто? 4. Чему одговара улазна карактеристика транзистора у споју са заједничким емитором? 5. Како утиче на карактеристике транзистора промена ширине базе услед промене колекторског напона? 6. Зашто се мења ширина базе променом колекторског напона? 7. Објасни појаву ширинске модулације базе (помоћу улазне карактеристике биполарног транзистора) 8. Шта су то статичке карактеристике транзистора? Које све постоје, шта представљају и како се снимају (како изгледа коло за снимање карактеристика)? 9. Зашто настаје пробој код транзистора? 10. Како утиче отпор између В и Е на величину пробојног напона транзистора? 11. Која се величина мења као независно променљива, која се добија као зависно променљива, а која се одржава константном код снимања излазних карактеристика транзистора? 12. Шта је представљено на преносним карактеристикама и које врсте преносних карактеристика постоје? i Зову се статичке јер представљају међусобну зависност једносмерних величина. (Код динамичких карактеристика приказане су зависности наизменичних величина.) [Type a quote from the document or the summary of an interesting point. You can position the text box anywhere in the document. Use the Text Box Tools tab to change the formatting of the pull quote text box.] U’ CEO < U’ CER < U’ CES < U’ CEV важи и: U’ CEO < U’’ CEO U’’’ CEO када је h’ 21E > h’’ 21E > h’’’ 21E
  • 25. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Oсновне компоненте струја у транзистору. Коефицијенти струјног појачања Шема НПН транзистора са изворима напајања и означеним стварним смеровима струја (који су супротни физичком току електрона): Шема ПНП транзистора: Коефицијент једносмерног струјног појачања се дефинише као количник (једносмерне) излазне и улазне струје и обележава се са h21. h21 = Iizl. / Iul. - (разликује се код различитих транзистора истог типа) IE = IB + IC Једначина написана по првом Кирхофовом закону за тачку А: EBE + ECE + A E B C IB IE IC IB је око 100 пута мања од IC или IE , па се у односу на њих може занемарити. Због тога се може сматрати да су IE и IC приближно једнаке: IB ≈ IC / 100 IE = IB + IC ⇒ IE ≈ IC EEB + + EEC A E B C IB IC IE
  • 26. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Инверзна струја колекторског споја (споја СВ) тече код инверзне поларизације споја СВ када је емиторски прикључак отворен. Код Si споја занемарљиво је мала (ВС107: ICBO ~ 200pA) (али код транзистора веће снаге може да буде и око 200 А). Удвостручава се при сваком повишењу температуре споја за 10°С. У нормалним радним условима ни тако повећана струја практично не утиче на рад Si транзистора. Међутим утиче на рад Ge транзистора јер је код њих она око 1000 пута већа. При отвореном базном прикључку кроз транзистор тече струја ICЕO Она оријентационо износи око 50nA и занемарљива је код Si транзистора. ICEO = h21E *ICBO Проверите да ли сте научили. Знате ли одговоре на следећа питања? 1. Чему је једнака струја емитора у транзистору? 2. Како се дефинише коефицијент једносмерног струјног појачања? 3. Када теку струје ICBO и ICEO и колико оријентационо износе? ICBO + ECB E B C ICEO ECE + B C E
  • 27. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Писана припрема за час Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. НАЧИН ВЕЗИВАЊА ТРАНЗИСТОРА: Транзистор као елемент са три прикључка (Е,В,С) описују три струје и три напона. Из услова равнотеже напона и струја у колу: IE = IC + IB UEB + UCE - UCB = 0 тј. UCB = UCE +UEB следи да само четири од ових шест величина могу да представљају независне променљиве у математичком моделу транзистора. Транзистор се везује за два електрична кола (прво је улазно или управљачко, а друго је излазно или управљано) која имају по два краја за прикључивање. Преко транзистора се постиже спрега између та два кола. Блок-шема појачавача: Како транзистор има три прикључка (Е,В,С), један од њих биће заједнички и за улазно и за излазно коло. У зависности од тога која је електрода транзистора заједничка за улазно и излазно коло, разликујемо три начина везивања транзистора. Транзистор се повезује тако да једна од електрода представља улазни, друга излазни прикључак, а трећа је заједничка улазном и излазном колу. У односу на заједнички прикључак, као референтну тачку, одређују се сви напони. Према томе који је прикључак заједнички (референтни) разликују се три спреге (споја) транзистора:  заједнички емитор  заједничка база  заједнички колектор (у свим облицима спреге транзистора база представља један од улазних прикључака, а колектор један од излазних) U1 U2 I1 I2
  • 28. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Писана припрема за час Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Прикључивање транзистора у споју са заједничким емитором Iul. = IB Uul. = UBE улаз је између В и Е Iizl. = IC Uizl. = UCE излаз је између С и Е Е је заједничка електрода за улазно и излазно коло Транзистор у споју са заједничким емитором се најчешће употребљава у појачавачким колима, јер је то једина конфигурација која има и струјно и напонско појачање веће од 1. Улазна (контролна) величина је струја базе, а излазна (контролисана) величина струја колектора. Мале промене улазне, доводе до великих промена излазне величине. Коефицијент једносмерног струјног појачања транзистора у споју са заједничким емитором је: h21E = IC / IB =  (типично је око 100, а најчешће од 50 до 250). Прикључивање транзистора у споју са заједничком базом У споју са заједничком базом улазна величина је струја емитора, а излазна струја колектора. Коефицијент струјног појачања транзистора у споју са заједничком базом, h21В је: h21В =IC / IE = IC / (IС + IВ ) =  = (типично је око 0.99, а најчешће од 0.95 до 0.999). IE ≈ IC ⟹ h21В ≈ 1 - не појачава струју Мале промене улазног напона UEB доводе до сразмерно великих промена улазне, а тиме и излазне струје. Како IC не зависи од UCB, транзистор се понаша као напонски управљан извор струје чија је унутрашња отпорност веома велика, што омогућује остваривање појачања напона. Овакав начин везивања се употребљава на високим учестаностима. 1. B E E C B C E IB IC UBE UCE УЛАЗ ИЗЛАЗ 2. УЛАЗ ИЗЛАЗ E B B C IE IC UEB UCB Iul. = IE Uul. = UEB Iizl. = IC Uizl. = UCB
  • 29. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Писана припрема за час Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн. Прикључивање транзистора у споју са заједничким колектором Транзистор у споју са заједничким колектором се употребљава за прилагођење отпорности или за појачање струје (не појачава напон). Његов коефицијент једносмерног струјног појачања је: h21С = IЕ / IB ≈ h21E = IC / IB За сваки од три облика спреге транзистора потребно је познавати однос напона и струја у улазном и излазном колу. Електрична својства транзистора описују се на три начина:  графички, дијаграмима који као променљиве приказују однос две изабране величине, при чему друге две величине представљају константе или параметре;  графички, еквивалентном шемом која приказује транзистор као четворопол;  аналитички, математичком представом помоћу система једначина. У начелу, први метод се користи за анализу рада транзистора при сразмерно великим улазним сигналима, други за анализу рада транзисторских кола када се величине напона и струја мало мењају у односу на неке унапред одређене (задате) вредности, а трећи као математичка основа за тумачење еквивалентних шема и показатеља који из њих проистичу. Транзистори се најчешће производе у планарној или епитаксијалној техници. Планарна технологија израде транзистора слична је производњи диода, само постоји једна дифузија више. 3. УЛАЗ ИЗЛАЗ E B C C UBC UEC IB IE Iul. = IB Uul. = UBC Iizl. = IE Uizl. = UEC N N+ N+ P C B E
  • 30. Електротехничка школа „Раде Кончар“ - Београд Писана припрема за час Јелка Михајловић, дипл.инж.ел.техн.