پاورپوینت کامل مدل سیگنال کوچک ترانزیستور BJT و تقویت کننده های ترانزیستوری و مدارهای بایاس (Bias) در 72 اسلاید - دانلود فایل
دانلود فایل مدل سیگنال کوچک ترانزیستور BJT و تقویت کننده های ترانزیستوری و مدارهای بایاس (Bias)
دانلود فایل پاورپوینت کامل مدل سیگنال کوچک ترانزیستور BJT و تقویت کننده های ترانزیستوری و مدارهای بایاس (Bias) در 72 اسلاید
ترانزیستور پیوندی دوقطبی یا بی جی تی (بهانگلیسی: BJT) توعی ترانزیستور است که دارای سه پایه به نامهای بیس (B)، امیتر (E) و کلکتور (C) می باشد و چون در این قطعه اثر الکترون ها و حفره ها هر دو مهم است، به آن ترانزیستور دوقطبی گفته می شود و در مقابل ترانزیستورهای تک قطبی، مانند ترانزیستور اثر میدان و ترانزیستور اتصال نقطه ای، قرار می گیرد که تنها یک نوع حامل بار دارند.
تاریخچهعصر نوین الکترونیک نیمه رساناها با اختراع ترانزیستور دوقطبی در ۱۹۴۸ توسط باردین،براتاین و شاکلی در آزمایشگاه های تلفن بل آغاز شد. این قطعه به همراه همتای اثر میدانی خود تأثیر شگفتی روی تقریباً تمام حوزه های زندگی نوین گذاشته است.
انواع ترانزیستور پیوندیبا توجه به نحوهٔ قرار گرفتن نیمه رساناهای مثبت و منفی در ترانزیستور، آن ها را به دو دستهٔ پی ان پی و ان پی ان تقسیم می کنند.
پی ان پیشامل سه لایه نیمه رسانا که دو لایه کناری از نوع p و لایه میانی از نوع n است، می باشد و مزیت اصلی آن در تشریح عملکرد ترانزیستور این است که جهت جاری شدن حفره ها با جهت جریان یکی است.
ان پی انشامل سه لایه نیمه رسانا که دو لایه کناری از نوع n و لایه میانی از نوع p است، می باشد. پس از درک ایده های اساسی برای قطعه pnp می توان به سادگی آنها را به ترانزیستور پرکاربردتر npn مربوط ساخت.
ساختمان ترانزیستور پیوندیسطح مقطع ساده شدهٔ یک ترانزیستور پیوندی دوقطبی ان پی ان پلانار (به انگلیسی: planar)ترانزیستور دارای دو پیوندگاه است. یکی بین امیتر و بیس و دیگری بین بیس و کلکتور. به همین دلیل ترانزیستور شبیه دو دیود است. دیود سمت چپ را دیود بیس-امیتر یا صرفاً دیود امیتر و دیود سمت راست را دیود کلکتور-بیس یا دیود کلکتور می نامند. میزان ناخالصی ناحیه وسط (بیس) به مراتب کمتر از دو ناحیه جانبی است. این کاهش ناخالصی باعث کم شدن هدایت و بالعکس باعث زیاد شدن مقاومت این ناحیه می گردد.
امیتر که شدیداً آلائیده شده، نقش گسیل و یا تزریق الکترون به درون بیس را به عهده دارد. بیس بسیار نازک ساخته شده و آلایش آن ضعیف است و بنابراین بیشتر الکترونهای تزریق شده از امیتر را به کلکتور عبور می دهد. میزان آلایش کلکتور کمتر از میزان آلایش شدید امیتر و بیشتر از آلایش ضعیف بیس است و کلکتور الکترونها را از بیس جمع آوری می کند.
محل قرار گرفتن پایه ها در هر ترانزیستور ممکن است متفاوت باشد —برای نمونه بیس ممکن است پایهٔ وسط یا کناری باشد— و برای یافتن آن ها می توان به کتاب های اطلاعت ترانزیستور مراجعه کرد. در ترانزیستورهای توان بالای صنعتی که به ترانزیستورهای قدرت مشهورند پایهٔ کلکتور اغلب همان بدنهٔ ترانزیستور است.
سطح تماس بین لایهٔ امیتر و بیس نسبت به سطح تماس بین لایهٔ کلکتور و بیس کمتر است. بیشترین حجم بین سه لایه را لایهٔ کلکتور و کمترین حجم را لایهٔ بیس دارد.مقاومت بین پایه های بیس-امیتر از مقاومت بین پایه های بیس-کلکتور بیشتر است و از این موضوع می توان برای تشخیص پایه های ترانزیستور استفاده کرد. ولتاژ سد دیودهای ترانزیستور برای ترانزیستورهای سیلیسیم ۰٫۷ ولت و برای ترانزیستورهای ژرمانیوم ۰٫۲ ولت است.
شکل ظاهری ترانزیستورها با توجه به توان و فرکانس کاریشان متفاوت است. در ترانزیستورهای توان بالای صنعتی معمولاً سوراخی روی ترانزیستور قرار دارد که برای پیچ شدن ترانزیستور به سطوح فلزی هیت سینک به کار می رود که این کار موجب خنک شدن ترانزیستور می گردد. اما ترانزستورهایی که در مدارهای معمولی و برای فرکانس های بالا ساخته می شوند معمولاً این سوراخ را ندارند.
طرز کار ترانزیستور پیوندیطرز کار ترانزیستور را با استفاده از نوع npn مورد بررسی قرار می دهیم. طرز کار pnp هم دقیقاً مشابه npn خواهد بود، به شرط اینکه الکترونها و حفره ها با یکدیگر عوض شوند. در نوع npn به علت تغذیه مستقیم دیود امیتر ناحیه تهی کم عرض می شود، در نتیجه حاملهای اکثریت یعنی الکترونها از ماده n به ماده p هجوم می آورند. حال اگر دیود بیس _ کلکتور را به حالت معکوس تغذیه نمائیم، دیود کلکتور به علت بایاس معکوس عریض تر می شود.
الکترونهای جاری شده به ناحیه p در دو جهت جاری می شوند، بخشی از آنها از پیوندگاه کلکتور عبور کرده، به ناحیه کلکتور می رسند و تعدادی از آنها با حفره های بیس بازترکیب شده و به عنوان الکترونهای ظرفیت به سوی پایه خارجی بیس روانه می شوند، این مولفه بسیار کوچک است.
بایاستنها سه روش برای بایاس ترانزیستور پیوندی دوقطبی به کار گرفته می شود:
- پیوندهای امیتر-بیس در بایاس موافق و کلکتور-بیس در بایاس مخالف
- هر دو پیوند در بایاس موافق
- هر دو پیوند در بایاس مخالف
اتصال بیس مشترکدر این اتصال پایه بیس بین هر دو بخش ورودی و خروجی مدار مشترک است. جهتهای انتخابی برای جریان شاخه ها جهت قراردادی جریان در همان جهت حفره ها می شود.
اتصال امیتر مشترکمدار امیتر مشترک بیشتر از سایر روشها در مدارهای الکترونیکی کاربرد دارد و مداری است که در آن امیتر بین بیس و کلکتور مشترک است. این مدار دارای امپدانس ورودی کم بوده، ولی امپدانس خروجی مدار بالا می باشد. هنگام استفاده از این آرایش باید در نظر داشت که خروجی آن با ورودی اش ۱۸۰۰ درجه اختلاف فاز خواهد داشت.
اتصال کلکتور مشترکاتصال کلکتور مشترک برای تطبیق امپدانس در مدار بکار می رود، زیرا برعکس حالت قبلی دارای امپدانس ورودی زیاد و امپدانس خروجی پائین است. اتصال کلکتور مشترک غالباً به همراه مقاومتی بین امیتر و زمین به نام مقاومت بار بسته می شود.
فهرست مطالب:
تحلیل DC
ساختار امیتر مشترک
خط بارهای AC و DC برای ساختار امیتر مشترک
هدایت انتقالی
مدل های سیگنال کوچک
مدل سیگنال کوچک T
اثر ارلی
مدل سیگنال کوچک هیبرید Pi
مدل فرکانس بالای ترانزیستور BJT
امپدانس ها
محاسبه hie
محاسبه re
تحلیل تقویت کننده امیتر مشترک
محاسبه امپدانس ورودی امیتر مشترک
محاسبه بهره ولتاژ امیتر مشترک
محاسبه امپدانس خروجی امیتر مشترک
محاسبه بهره جریان امیتر مشترک
مثالها
ساختار بیس مشترک
تقویت کننده بیس مشترک
محاسبه بهره و مقاومتهای ورودی و خروجی بیس مشترک
مثالها
ساختار کالکتور مشترک
محاسبه امپدانس ورودی ساختار کالکتور مشترک
محاسبه بهره ولتاژ ساختار کالکتور مشترک
محاسبه امپدانس خروجی کالکتور مشترک
مثالها
مدار بایاس مقسم ولتاژ
محاسبه ماکزیمم نوسان متقارن خروجی
طراحی شبکه های بایاس
قضیه میلر
و...