Emitterstabilisierte BJT-Vorspannungsschaltung

Eine Konfiguration, bei der ein Bipolartransistor oder ein BJT mit einem Emitterwiderstand verstärkt ist, um seine Stabilität hinsichtlich sich ändernder Umgebungstemperaturen zu verbessern, wird als emitterstabilisierte Vorspannungsschaltung für BJT bezeichnet.

Wir haben bereits untersucht, was ist DC-Vorspannung in Transistoren Lassen Sie uns nun lernen, wie ein Emitterwiderstand zur Verbesserung der Stabilität eines BJT-DC-Vorspannungsnetzwerks verwendet werden kann.

Anwenden einer emitterstabilisierten Vorspannungsschaltung

Die Einbeziehung des Emitterwiderstands in die Gleichstromvorspannung des BJT liefert eine überlegene Stabilität, was bedeutet, dass die Gleichstromvorspannungsströme und -spannungen unter Berücksichtigung externer Parameter, wie z. B. Temperaturschwankungen, und näher an der Stelle liegen, an der sie von der Schaltung festgelegt wurden Transistor Beta (Verstärkung),

Die nachstehende Abbildung zeigt ein Transistor-DC-Vorspannungsnetzwerk mit einem Emitterwiderstand zum Erzwingen einer emitterstabilisierten Vorspannung der vorhandenen festen Vorspannungskonfiguration des BJT.

Abbildung 4.17 BJT-Vorspannungsschaltung mit Emitterwiderstand

In unseren Diskussionen beginnen wir unsere Analyse des Entwurfs, indem wir zuerst die Schleife um den Basis-Emitter-Bereich der Schaltung untersuchen und dann die Ergebnisse zur weiteren Untersuchung der Schleife um die Kollektor-Emitter-Seite der Schaltung verwenden.

Basis-Emitter-Schleife

Wir können die obige Basis-Emitter-Schleife auf die in Abb. 4.18 gezeigte Weise neu zeichnen, und wenn wir sie anwenden Kirchhoffs Spannungsgesetz Auf dieser Schleife im Uhrzeigersinn können wir die folgende Gleichung erhalten:

+ Vcc = IBRB - VBE - IERE = 0 ------- (4.15)

Aus unseren vorherigen Diskussionen wissen wir, dass: IE = (β + 1) B. ------- (4.16)

Das Einsetzen des IE-Werts in Gleichung (4.15) liefert das folgende Ergebnis:

Vcc = IBRB - VBE - (β + 1) IBRE = 0

Wenn Sie die Begriffe in ihre jeweiligen Gruppen einordnen, erhalten Sie Folgendes:

Wenn Sie sich an unsere vorherigen Kapitel erinnern, wurde die feste Bias-Gleichung in der folgenden Form abgeleitet:

Wenn wir diese feste Vorspannungsgleichung mit der (4.17) -Gleichung vergleichen, finden wir, dass der einzige Unterschied zwischen den beiden Gleichungen für den Strom IB der Term ist (β + 1) RE.

Wenn die Gleichung 4.17 zum Zeichnen einer serienbasierten Konfiguration verwendet wird, können wir ein interessantes Ergebnis extrahieren, das tatsächlich dem von Gleichung 4.17 ähnelt.

Nehmen Sie das Beispiel des folgenden Netzwerks in Abb. 4.19:

Wenn wir das System für den aktuellen IB lösen, ergibt sich die gleiche Gleichung wie in Gl. 4.17. Beachten Sie, dass neben der Spannung von Basis zu Emitter VBE der Widerstand RE am Eingang der Basisschaltung durch einen Pegel wieder zu sehen ist (β + 1).

Das heißt, der Emitterwiderstand, der einen Teil der Kollektor-Emitter-Schleife bildet, wird als angezeigt (β + 1) RE in der Basis-Emitter-Schleife.

Unter der Annahme, dass β für die meisten BJTs größtenteils über 50 liegen könnte, könnte der Widerstand am Emitter der Transistoren in der Basisschaltung signifikant größer sein. Daher können wir die folgende allgemeine Gleichung für Abb.4.20 ableiten:

Ri = (β + 1) RE ------ (4.18)

Sie werden diese Gleichung sehr praktisch finden, wenn Sie viele zukünftige Netzwerke lösen. Tatsächlich erleichtert diese Gleichung das Speichern von Gleichung 4.17 auf einfachere Weise.

Nach dem Ohmschen Gesetz wissen wir, dass der Strom durch ein Netzwerk die Spannung geteilt durch den Widerstand der Schaltung ist.
Die Spannung für ein Basis-Emitter-Design beträgt = Vcc - VBE

Die in 4.17 gezeigten Widerstände sind RB + RE , was sich widerspiegelt als (β + 1), und das Ergebnis ist das, was wir in Gleichung 4.17 haben.

Kollektor-Emitter-Schleife

Die obige Abbildung zeigt die Anwendung der Kollektor-Emitter-Schleife Kirchhoffs Gesetz zur angegebenen Schleife im Uhrzeigersinn erhalten wir folgende Gleichung:

+ Gestern + SIE SIND + ICRC - VCC = 0

Lösen eines praktischen Beispiels für eine emitterstabilisierte Vorspannungsschaltung wie folgt:



Bewerten Sie für das in der obigen Abbildung 4.22 angegebene Emitter-Bias-Netzwerk Folgendes:

1. IB
2. IC
3. SIE SIND
4. U.
5. UND
6. USW
7. VBC

Sättigungsgrad bestimmen

Der maximale Kollektorstrom, der zum Kollektor wird Sättigungsgrad für ein Emitter-Bias-Netzwerk könnte berechnet werden, indem die identische Strategie angewendet wird, die für unser früheres angewendet wurde feste Vorspannungsschaltung .

Es kann implementiert werden, indem ein Kurzschluss zwischen den Kollektor- und Emitterleitungen des BJT erzeugt wird, wie in der obigen Abbildung 4.23 gezeigt, und dann können wir den resultierenden Kollektorstrom mit der folgenden Formel bewerten:

Beispielproblem zum Lösen eines Sättigungsstroms in einer emitterstabilisierten BJT-Schaltung:

Lastlinienanalyse

Die Lastlinienanalyse der BJT-Schaltung mit Emittervorspannung ist unserer zuvor diskutierten Konfiguration mit fester Vorspannung ziemlich ähnlich.

Der einzige Unterschied besteht darin, dass der IB-Wert [wie in unserer Gleichung (4.17) abgeleitet] den IB-Wert für die Eigenschaften definiert, wie in der folgenden Abbildung 4.24 gezeigt (angegeben als IBQ).