Tranzystor pracujący jako wzmacniacz.

Analiza zachowania punktu pracy – przykład obliczeń dla BC108B

Na rysunku pokazany jest tranzystor BC108B pracujący jako wzmacniacz w układzie wspólnego emitera (WE) z polaryzacją wymuszonym prądem bazy

Ten sam układ lecz z zaznaczonymi rozkładami napięć i prądów, co będzie pomocne przy wykonywaniu obliczeń. Kondensatory wejściowy C1 i wyjściowy C2 służą do oddzielenia składowej stałej od źródła sygnału i od obciążenia, dla rozważanego przykładu nie mają żadnego znaczenia.

Na rysunkach a) i b) pokazana jest zależność charakterystyk tranzystora BC108B od temperatury. Na rysunku a) pokazana jest zależność b od temperatury oraz rozrzut b przy prądzie IC=2mA - kolorem zielonym charakterystyka typowa natomiast kolorem czerwonym maksymalna i minimalna. Na rysunku b) natomiast pokazany jest rozrzut wartości UBE dla temperatury 25°C - kolorem zielonym charakterystyka typowa, kolorem czerwonym wartości skrajne. rys. a

                                                                         rys. a                                        rys. b

1. Wybór punktu pracy
2. Odczytanie z charakterystyk (rys. a) i b)) typowych wartości b i UBE przy T=25°C
3. Obliczenie wartości Rb i RC
4. Odczytanie z charakterystyk wartości b i UBE przy T=125°C
5. Obliczenie punktu pracy dla parametrów b i UBE przy T=125°C
6. Odczytanie z charakterystyk rozrzutu b i UBE przy T=25°C
7. Obliczenie rozrzutu punktu pracy dla odczytanego rozrzutu b i UBE
8. Podsumowanie otrzymanych wyników

Ad.1 Przy napięciu zasilającym UCC=10 V wybrany punkt pracy niech ma wartości IC=2 mA oraz UCE=5 V

Ad.2 Z charakterystyk rys. a) można odczytać dla temperatury 25°C i prądu IC=2 mA wartość typową b=300 - czerwony punkt na charakterystyce narysowanej zielonym kolorem.  Z charakterystyk rys. b) można odczytać dla temperatury 25°C i prądu IC=2 mA wartość typową UBE=625 mV - czerwony punkt na charakterystyce narysowanej zielonym kolorem.

Ad.3 Korzystając z II-go prawa Kirchhoffa oraz z Prawa Ohma można przy pomocy zaznaczonych na rysunku rozkładów napięć i prądów wyprowadzić wzory na RB i RC.

Obliczanie RC

Obliczanie RB

korzystając ze znanej już zależności i pomijając prąd IC0, można obliczyć prąd bazy

podstawiając obliczony prąd bazy do wzoru na RB wyliczy się jego wartość

Tak obliczony punkt pracy ma następujące wartości 

Widać z otrzymanych wyników, które są niemal identyczne jak zakładany punkt pracy, że faktycznie układ z wymuszonym prądem bazy jest w małym stopniu wrażliwy na zmiany UBE pod wpływem temperatury.

Ad.8 Z otrzymanych wyników można wyciągnąć następujące wnioski: