Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem MKROELEKTRONKA, VEEA306 A bipoláris tranzisztor. http://www.eet.bme.hu/~poppe/miel/hu/08-bipol3.ppt http://www.eet.bme.hu
Az ideális tranzisztor karakterisztikái 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 2
Közös bázisú alapkapcsolás Földelt bázisú kapcsolásként is emlegetik 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 3
Közös bázisú alapkapcsolás Bemeneti karakterisztika: Kimeneti karakterisztika: E 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 4
Az erősítés folyamata a FB alapkapcsolásban r d = U T E = 26 10 mv ma = 2,6Ω ube = i rd = 4 ma 2,6 Ω = 10, 4 mv A u u = ki ube 2000 = 10 200 uki = i Rt = 4 ma 500 Ω = 2000mV 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 5
Közös emitteres alapkapcsolás Földelt emitteres kapcsolásként is emlegetik 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 6
Közös emitteres alapkapcsolás C = A N E CB0 C C C = A AN = 1 A = B N ( B C ) CB0 N N B B 1 CE0 CB0 A N 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 7 B E N CE0 B : közös emitteres, nagyjelű áramerősítés = B AN = 1 A C N CB0 = 1 A N
Közös emitteres alapkapcsolás Nem folyik áram. A bázis áram egy része a bázistöltés felholmozására fordítódik. Nő az U BE feszültség, elkezd folyni az emitter áram. A bázisáram egy másik része az emitter áram egy részével rekombinálódik. A bázis töltése nem nő tovább, a bázis áram növekedése az emitter áram rekombinációra forditódó részét növeli, ezáltal a teljes emiter áram is nő 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 8
Közös emitteres alapkapcsolás Bemeneti karakterisztika: Kimeneti karakterisztika: 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 9
E C = = A N ES ( exp( U / U ) 1) A ( exp( U / U ) 1) ES BE ( exp( U / U ) 1) + ( exp( U / U ) 1) BE T T CS CS X BC BC T T U CE A telítés határa: U BC = 0 U BE = U CE U CES 0 = U T ln 1 A 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 10
A valóságos tranzisztor karakterisztikái: másodlagos hatások Parazita CB dióda Soros ellenállások Early hatás Az áramerősítés munkapontfüggése 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 11
A CB parazita dióda hatása U CES 0 = U T ln 1 A Nincs vele szemben emitter, így inverz működésben a kollektorból a bázisba injektált elektronok "elvesznek": romlik az inverz aktív áramerősítési tényező. 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 12
A soros ellenállások hatása Báziskivezetés Ez hol van pontosan? A "belső bázispont" ésszerű közelítés: R BB' E C B' R BB' B 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 13
A soros ellenállások hatása Kollektor-kivezetés C R CC' hozzáadódik U CE -hez karakterisztikák az 1/R CC' egyenestől csak jobbra lehetnek R CC' csökkentése diszkrét tranzisztoroknál: epitaxiális szerkezet (mint a diódánál) R CC' csökkentése C tranzisztoroknál: eltemetett réteg 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 14
Az Early hatás Visszahatás: A kimenet feszültsége befolyásolja a bemeneti karakterisztikát 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 15
Az Early hatás 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 16
Az Early hatás Az Early feszültség r ki = du d CE C U E C 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 17
Early hatás FB kapcsolásnál 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 18
Early hatás: a visszahatás folyamata ~exp(u BE /U T ) FB FE 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 19
Az Early hatás PÉLDA Mekkora a földelt emitteres kimeneti ellenállása a tranzisztornak, ha az Early feszültség 80 V és a munkaponti kollektoráram 5 ma? U 80 E r ki = r ki = = 16 kω 5 ma C V 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 20
Az áramerősítés munkapontfüggése Feszültségfüggés: az Early hatás miatt da N dan dwb D = p wbn B ηe =1 BC dwb du D BC n we N E du η tr = 1 1 2 w L B n 2 w B w BM const U CB da du N BC 1 2 ((1 η ) + 2(1 η )) e tr 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 21 S ' C U / w CB B
Az áramerősítés munkapontfüggése Feszültségfüggés: az Early hatás miatt Áramfüggés: 2011-10-21 Mikroelektronika - A bipoláris tranzisztor. Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008-2011 22