Electronică analogică

1. Scopurile lucrarii

-efectuarea masuratorilor necesare determinarii parametrilor principali ai circuitului

echivalent al tranzistorului bipolar (TB) la semnal mic si joasa frecventa;

-verificarea dependentei parametrilor determinati de punctul static de functionare (psf)

al tranzistorului.

2. Consideratii teoretice

Marimile electrice din tranzistor sunt combinatii între marimile de polarizare (de curent

continuu, c.c.) aplicate pentru a fixa un anumit psf, si semnalele utile (variabile, de

curent alternativ, c.a.).Tranzistoarele opereaza adesea cu semnale al caror nivel este

mic în comparatie cu tensiunile si curentii de polarizare. În aceste conditii se pot utiliza

modelele de semnal mic ale tranzistoarelor care permit calcularea câstigului circuitului

si a impedantelor vazute la terminale, fara a mai fi necesara includerea curentilor si

tensiunilor din psf. Studiul regimului dinamic al TB se refera la determinarea

parametrilor modelului de semnal mic.

Se considera TB din figura 1 cu sursele de polarizare UCE si UBE. Prin tranzistor

circula un curent static (c.c.) de colector IC ,si un curent static (c.c.) de baza IB.

Tranzistorul se afla în regiunea activa directa (sau normala, RAN). Tensiunea de

intrare de "semnal mic", ui, care se aplica în serie cu sursa UBE, produce variatii mici

ale curentului de baza ib, si ale curentului de colector ic. Valoarea totala a curentilor de

baza si de colector se noteaza cu iB si respectiv iC, astfel ca: iB=IB+ib si

iC=IC+ic.

Se remarca conventia de notatii utilizata:

" marime de curent continuu (statica, de polarizare), litera mare cu indice litera

mare;

" marime de curent alternativ (dinamica, de semnal), litera mica cu indice litera

mica;

" marime totala (c.c. + c.a.), litera mica cu indice litera mare;

REGIMUL DINAMIC AL TRANZISTORULUI BIPOLAR ELECTRONICA

2

" litera mare cu indice litera mica reprezinta valoarea efectiva a marimii de curent

alternativ.

Cei mai importanti parametri de semnal mic ai tranzistorului bipolar sunt

" - transconductanta (panta) este variatia curentului de iesire raportata la variatia

tensiunii de intrare;

" - rezistenta de intrare este variatia tensiunii de intrare raportata la variatia

curentului de intrare;

" - rezistenta de iesire este variatia tensiunii de iesire raportata la variatia

curentului de iesire. Analitic:

Functionarea tranzistorului bipolar (TB) este liniara numai la semnale mici, adica

pentru:

În aceste conditii, pentru un psf fixat, marimile din relatiile 1 sunt constante. Circuitul

prezentat în figura 2, rezulta din relatiile 1 si se numeste circuit natural simplificat.

Acest circuit este un circuit echivalent valabil numai în regim dinamic, pentru

calcularea variatiilor marimilor în jurul psf.

Parametrii tranzistorului depind de psf prin intermediul curentului static de colector,

IC , conform relatiilor urmatoare:

UT =25mV=1/40V (la 270K) este tensiunea termica, ²0 factorul dinamic de

amplificare în curent în conexiunea emitor comun si UA reprezinta tensiunea Early (cu

valori uzuale de zeci de volti).

Curentul sursei ideale de curent dintre colector (C) si emitor (E) este:

0 , deci în schema de semnal mic la joasa frecventa se pot

utiliza ambele variante: gmÅUbe sau ² 0ÅIb .