BJT BIASING-Circuitele electronice cu capacități de amplificare pot funcționa mai eficient dacă BJT suferă o părtinire. În general, acest proces implică aplicarea unei tensiuni externe la terminalele sale care schimbă dispozitivul la starea dorită. Multe proiecte de circuit prezintă în mod obișnuit rezistențe pentru a distribui nivelurile de intrare corecte și tensiunea. Tehnicile variate de părtinire a BJT oferă caracteristici specifice, în timp ce altele previn fuga termică. De fapt, acest lucru le face foarte utile pentru aplicațiile de amplificare.
Acest articol vă va ghida prin elementele de bază ale BJT și implementările de circuite. Deci, să aruncăm o privire!
Ce este părtinirea BJT?
Această imagine arată un tranzistor de joncțiune bipolară.
Sursă: Wikimedia Commons
În general, părtinirea tranzistorului implică aplicarea unei cantități specifice de tensiune la terminalele de bază și emițător ale unui BJT, îmbunătățirea eficienței și performanței acesteia. În acest caz, procesul permite unui tranzistor să amplifice un semnal de intrare AC într -un circuit de tranzistor. Așadar, prejudecata BJT va seta joncțiunea emițător-bazată într-o stare de preferință. Între timp, intersecția colectorului de bază se va configura într-o stare părtinitoare inversă. Astfel, va funcționa în regiunea activă.
BIJT BIASING se va baza pe rezistențe pentru a distribui nivelul corect de tensiune.
Sursă: Wikimedia Commons
De asemenea, rezistența colectorului ar trebui să aibă un rating care permite tensiunii colectorului-emițător să depășească 0,5V pentru tranzistoarele de germaniu și 1V pentru tranzistoarele de siliciu.
Beta Bjt
Imagine care arată procesul de curgere curent într -un tranzistor de joncțiune bipolară.
Sursă: Wikimedia Commons
Beta (β) se referă la sensibilitatea generală a dispozitivului între curentul de bază și nivelul de amplificare a colectorului său. De asemenea, poate identifica câștigul dispozitivului. De exemplu, curentul de bază al unui tranzistor se va amplifica cu 100 dacă valoarea β se potrivește cu această valoare. Desigur, acest factor generează în timp ce tranzistorul de joncțiune bipolară funcționează în starea activă.
BJT BIASING-Circuite de părtinire BJT
Am inclus câteva exemple de circuite de părtinire BJT, utile în scopuri de amplificare.
Bias fix
După cum puteți vedea în diagrama circuitului, un rezistor de bază (RB) se conectează la terminalul VCC și de bază. În acest caz, o cădere de tensiune pe RB face ca joncțiunea de bază pentru emițător să se stabilească într-o stare părtinitoare înainte. Următoarea formulă determină valoarea IB.
Atât VCC, cât și VBE au o valoare fixă în circuitul de tip prejudecată fixă. Între timp, RB rămâne constant. Drept urmare, IB va avea, de asemenea, o valoare continuă, ceea ce duce la un punct de operare limitat. Astfel, acest tip de prejudecată oferă o stabilitate termică slabă datorită factorului său de stabilitate β+1.
Acest lucru se întâmplă datorită imprevizibilității parametrului β al tranzistorului. De asemenea, poate diferi pe scară largă, în special cu un model similar și un tip de tranzistor. IC se va modifica, de asemenea, atunci când β variază. Prin urmare, acest tip de prejudecată dependentă de β ar putea experimenta modificări ale punctului de funcționare datorită atributului tranzistorului și modificărilor de temperatură.
În general, circuitul de prejudecată de bază fixă se bazează pe componente minime cu un design simplist. Prin ajustarea valorii RB în curs, utilizatorii pot schimba punctul de operare al regiunii active. În plus, sursa nu are o sarcină, deoarece joncțiunea emiterului de bază nu are rezistențe. Drept urmare, acest circuit are aplicații de comutare.
Următoarele ecuații se referă la tensiunea și curentul pentru acest circuit:
BJT BIASING-Prejudecăți colector la bază
În această setare de prejudecată a colectorului la bază, două rezistențe furnizează regiunea activă a tranzistorului cu prejudecată cu curent continuu, în ciuda valorii β. Deoarece prejudecata DC provine de la tensiunea colectorului (VC), asigură o stabilitate excelentă.
În loc de șina de tensiune de alimentare (VCC), rezistența de prejudecată de bază (RB) se conectează la colectorul tranzistorului (C). O creștere a curentului colectorului va determina scăderea tensiunii colectorului. De fapt, unitatea de bază se reduce, scăzând curentul colectorului. Acest lucru asigură că Q-Point al tranzistorului rămâne fix. Astfel, tehnica de părtinire a feedback -ului colectorului generează feedback negativ în jurul tranzistorului. Acest lucru se întâmplă deoarece RB extrage intrare directă din ieșire, distribuind -o la terminalul de intrare.
O cădere de tensiune pe rezistența de încărcare (RL) produce tensiunea de părtinire. Deci, creșterea curentului de încărcare va duce la o scădere semnificativă de tensiune pe rezistența de încărcare. Între timp, duce la o scădere a tensiunii colectorului. După aceea, curentul de bază (IB) va scădea, revenind IC la valoarea sa inițială.
Renunțarea la curentul colectorului produce o reacție inversată. În acest caz, această abordare de părtinire se referă la auto-prejudiciu. În general, acest design oferă aplicații excelente pentru multe proiecte de amplificator.
Mai jos puteți găsi ecuația circuitului pentru prejudecăți colector-bază:
BJT BIASING-Bias fixat cu rezistența emițătorului
Prejudecată fixă cu diagrama circuitului rezistenței emițătorului.
Diagrama circuitului arată o rețea de prejudecată fixă conectată la emițătorul tranzistorului cu un rezistor extern (RE). Curentul emițătorului crește dacă VBE rămâne constant pe măsură ce temperatura crește. Dar, un curent crescut de emițător (IE) determină un impuls al tensiunii emițătorului (ve = IRE), ceea ce duce la o reducere a tensiunii în rezistența de bază (RB).
Ecuația de mai jos determină tensiunea de -a lungul rezistenței de bază.
Între timp, puteți determina curentul de bază prin formula de mai jos:
Acest lucru scade curentul de bază, ceea ce duce la reducerea curentului colectorului, deoarece IC se potrivește cu IB. Formula IC = α IE (α este egală cu 1) definește curentul colectorului și emițătorului. Drept urmare, acest lucru contravine creșterii temperaturii curentului emițătorului, asigurând un punct de operare constant. Înlocuirea tranzistorului cu un tip alternativ poate modifica valoarea IC. Utilizarea aceleiași tehnici ca mai sus va anula orice modificare, păstrând un punct de operare persistent. Prin urmare, această rețea de părtinire oferă un suport îmbunătățit față de rețeaua de prejudecăți de bază fixă.
În general, circuitul utilizează această ecuație:
BJT BIASING-Prejudecăți divizor de tensiune sau potențial divizor
Diagrama circuitului divizorului de tensiune.
După cum puteți vedea, două rezistențe externe, R1 și R2, se integrează în acest circuit pentru a crea un divizor de tensiune. Această configurație permite tensiunii generate pe R2 pentru a seta joncțiunea emițătorului tranzistorului la o stare de prejudecată înainte. În general, curentul care curge prin R2 va fi de zece ori mai mare decât curentul de bază necesar.
În general, acest tip de părtinire înseamnă că variațiile care apar în VBE și β nu vor afecta IC, care, la rândul lor, oferă o stabilitate termică maximă. O creștere a temperaturii va determina creșterea IC și IE. Aceasta duce la o tensiune mai mare a emițătorului, ceea ce duce la o tensiune mai mică a emițătorului de bază. După aceea, acest lucru duce la o scădere a curentului de bază (IB), revenind IC la starea sa inițială.
Indiferent de scăderea câștigului amplificatorului, acest circuit de părtinire are aplicații populare datorită stabilității maximizate.
Circuitul se bazează pe formula de mai jos:
BJT BIASING-Prejudecata emițătorului
Diagrama circuitului care prezintă un design de prejudecată a emițătorului.
Circuitul, așa cum se arată mai sus, se bazează pe două surse de sursă de energie cunoscute sub numele de VCC și VEE pentru a funcționa. Acestea prezintă o potrivire, dar polarități opuse. VEE stabilește joncțiunea emițătorului de bază într-un stat părtinitor înainte. Între timp, VCC formează intersecția colectorului-bază la o stare de prejudecată inversă.
În plus, IC se poate baza pe re >> rb/β și vee >> vbe mai degrabă decât VBE și β. A face acest lucru oferă un punct de operare echilibrat.
Rezumat
După cum puteți vedea, părtinirea BJT asigură că tranzistorul va funcționa corect într -un circuit, oferind amplificarea semnalului AC. Realizează acest lucru selectând rezistențe care afectează punctul de operare al tranzistorului. În plus, joncțiunea colectorului se stabilește într-o stare de prejudecată inversă, în timp ce bazarea emițătorului se stabilește într-o stare părtinitoare înainte. Desigur, proiectarea circuitului va depinde în întregime de aplicația prevăzută și de ceea ce doriți să obțineți.
Aveți întrebări cu privire la părtinirea BJT? Simte-te liber să ne contactezi!
