POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

1

TRANZYSTOR BIPOLARNY

Charakterystyki statyczne i stabilność punktu pracy tranzystora

Celem ćwiczenia jest pomiar i analiza charakterystyk statycznych tranzystora bipolarnego

npn lub pnp pracującego w układach wspólnego emitera (WE) lub wspólnej bazy (WB). W dru-
giej części ćwiczenia badany jest wpływ układu polaryzacji na stabilność punktu pracy tranzysto-
ra bipolarnego w układzie wspólnego emitera (WE).

A) Zadania do samodzielnego opracowania przed zajęciami

Zapoznanie się z teoretycznymi podstawami działania tranzystora bipolarnego i ogólnymi zasadami
pomiaru rodziny charakterystyk statycznych.. Przygotowanie i przeprowadzenie obliczeń do usta-
lania punktu pracy dla różnych układów polaryzacji:

 układu z wymuszonym prądem bazy,

 układu ze sprzężeniem kolektorowym,

 układu z potencjometrycznym zasilaniem bazy i sprzężeniem emiterowym

Narysowanie schematów pomiarowych oraz opracowanie planu pomiarów (wraz z odpowiednimi
tabelami)

B)

Pomiary

Uwagi wstępne:

 Pomiary wykonać dla tranzystora i układu pracy wskazanego przez prowadzącego.
 Podczas pomiarów zwracać uwagę na utrzymywanie stałej wartości parametrów rodziny

charakterystyk.

 Pomiary przeprowadzić w możliwie szerokim zakresie dopuszczalnych prądów i napięć. W

razie wątpliwości wartości te należy uzgadniać z prowadzącym zajęcia.

 Na każdej charakterystyce powinno być nie mniej niż 10 pkt. pomiarowych.

1. Określić typ (npn - pnp) oraz rozkład wyprowadzeń końcówek tranzystora przy pomocy testera

złącz.

2. Zmierzyć charakterystyki prądowo-napięciowe złącz BE i BC w obu kierunkach, uwzględniając

ich dopuszczalne parametry.

a) Układ wspólnego emitera

 Zestawić układ pomiarowy do zbadania charakterystyk statycznych tranzystora pracującego

w układzie WE.

 Zmierzyć charakterystyki: wejściową UBE (IB)

UCE=const

, i przejściową IC (IB)

UCE=const

.

Charakterystyki te można wyznaczyć jednocześnie, zmieniając prąd wejściowy IB i mierząc
równocześnie napięcie wejściowe UBE oraz prąd wyjściowy IC. Pomiary wykonać dla trzech
wartości parametru UCE.

 Zmierzyć charakterystyki: wyjściową IC(UCE)

IB=const

, i oddziaływania zwrotnego

UBE(UCE)

IB=const

. Charakterystyki te można wyznaczyć jednocześnie, zmieniając napięcie

wyjściowe UCE i mierząc równocześnie prąd wyjściowy IC oraz napięcie wejściowe UBE.
Pomiary wykonać dla trzech wartości parametru IB. Ze szczególną uwagą należy wykonać
pomiary w zakresie nasycenia.

b) Układ wspólnej bazy

 Zestawić układ pomiarowy do zbadania charakterystyk statycznych tranzystora pracującego

w układzie WB.

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

2

 Zmierzyć charakterystyki: wejściową UBE(IE)

UCB=const

, oraz przejściową IC(IE)

UCB =const

.

Charakterystyki te można wyznaczyć jednocześnie, zmieniając prąd wejściowy IE i mierząc
równocześnie napięcie wejściowe UBE oraz prąd wyjściowy IC. Pomiary wykonać dla trzech
wartości parametru UCB.

 Zmierzyć charakterystyki: wyjściową IC(UCB)

IE=const

oraz oddziaływania zwrotnego

UBE(UCB)

IE=const

w zakresie aktywnym. Można je wyznaczyć jednocześnie, zmieniając na-

pięcie wyjściowe UCB i mierząc równocześnie prąd wyjściowy IC oraz napięcie wejściowe
UBE. Po wyznaczeniu charakterystyk wyjściowych w obszarze pracy aktywnej zmierzyć te
charakterystyki w zakresie nasycenia (po zmianie polaryzacji złącza kolektorowego).

3. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów ustalić punkt pracy Q badanego tranzystora.
4. Dla zadanego napięcia zasilania w układzie OE wyznaczyć rezystory polaryzujące dla:

 układu z wymuszonym prądem bazy,
 układu ze sprzężeniem kolektorowym,
 układu z potencjometrycznym zasilaniem bazy i sprzężeniem emiterowym.

5. Wykorzystując laboratoryjny układ połączeniowy zbudować kolejne układy polaryzacji.
6. Sprawdzić doświadczalnie (mierząc U

CE

i I

C

), czy został uzyskany zadany punktu pracy. W razie

potrzeby skorygować wartości dobranych elementów.

7. Dokonać stosownych pomiarów, tak aby możliwe było przeprowadzenie oceny wpływu zmian

napięcia zasilania i wartości rezystorów na stabilność punktu pracy Q układów wymienionych w
pkt.4.

C)

Opracowanie i analiza wyników

1. Narysować wszystkie zmierzone charakterystyki.
2. Na podstawie charakterystyk złącza BE, BC narysowanych w skali logarytmiczno-liniowej i

wyznaczyć współczynniki złącza oraz „prądy zerowe” i rezystancję szeregową (patrz instrukcja
do ćwiczenia „Diody półprzewodnikowe”).

3. Wyznaczyć parametry schematu zastępczego dla wybranego punktu pracy:

a)

mieszane typu h,

b)

hybryd

, dla tego samego punktu pracy tranzystora.

4. Wyznaczyć napięcie Early'ego dla badanego tranzystora.
5. Wyjaśnić co to jest drugie przebicie i zaznaczyć odpowiedni obszar na charakterystykach wyj-

ściowych.

6. Dlaczego napięcia przebicia złącza BE, BC znacznie się różnią.
7. Porównać uzyskane wyniki z danymi katalogowymi dla danego tranzystora.
8. Określić m.in. procentowy wpływ zmian napięcia zasilania, zmiany wartości rezystorów i para-

metrów samego tranzystora na stabilność ustalonego punktu pracy. Ocenić, który w danym
przypadku czynnik ma największy wpływ.

D)

Schematy pomiarowe

a) Układ WE, tranzystor npn

mA

V

ZASILACZ





V

mA

ZASILACZ





b) Układ WB, tranzystor pnp

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

3

mA

V

ZASILACZ





V

mA

ZASILACZ





c) Układ WE, tranzystor pnp

mA

V

ZASILACZ





V

mA

ZASILACZ





d) Układ WB, tranzystor pnp

mA

V

ZASILACZ





V

mA

ZASILACZ





Rys. 2. Schematy pomiarowe dla układów wspólnego emitera (WE) i wspólnej bazy (WB).

Rys. 1. Uniwersalny laboratoryjny układ połączeniowy do badania tranzystorów.

E) Parametry katalogowe wybranych typów tranzystorów

Parametry tranzystorów można znaleźć m.in. na:
http://www.datasheetcatalog.org
www.elenota.pl
http://unitrel.pl/index.php?go=15&tech=1&id=10&find=0&folder=dane/tranzystory&wyb=t
ranzystory

F) Dodatek – podstawowe informacje dotyczące tranzystorów bipolarnych

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

4

1. Podstawy działania

W tranzystorze n-p-n złącze n

+

-p

+

jest nazywane złączem emiterowym (sterującym), sam zaś

obszar n

+

- emiterem. (+ oznacza silne domieszkowanie danego obszaru). Zadaniem emitera jest

wstrzykiwanie nadmiarowych nośników – elektronów do obszaru p zwanego obszarem bazy. W
bazie elektrony stanowią nośniki mniejszościowe, których większość uczestniczy w prądzie zapo-
rowym drugiego złącza tranzystora nazywanego złączem kolektorowym. Obszar n tego złącza
nazywa się kolektorem. W przypadku tranzystora pnp należy odpowiednio uwzględnić zmianę
rodzaju domieszkowania poszczególnych obszarów.

E

C

R

C

R

E

p

+

B

n

kolektor

emiter

n

+

_

+

_

+

W

b

a)

baza

1

n

++

n

p

+

I

B

I

C

I

E

2

3

4

5

b)

U

BE

U

CB

Rys. 3. Idea budowy i działania tranzystora n-p-n – układ WB. a) Polaryzacja dla układu WB w stanie ak-
tywnym normalnym. b) Rozpływ prądów tranzystorze: 1 - ułamek liczby elektronów ulegających rekombi-
nacji w bazie, 2 - elektrony wstrzyknięte do bazy i osiągające obszar kolektora, 3 - nośniki generowane ter-
micznie - zaporowy prąd złącza kolektora, 4 - dziury dostarczane przez końcówkę bazy rekombinujące z
elektronami, 5 - dziury dyfundujące z bazy do emitera.

2. Stany i układy pracy

Tranzystor jest elementem trójkońcówkowym, dwuzłączowym, istnieją więc cztery różne

kombinacje znaków napięć polaryzujących oba złącza które określają jego stany pracy.

Kierunki polaryzacji złącza tranzystora

Stan pracy tranzystora

Złącze baza-emiter

Złącze baza-kolektor

Aktywny

przewodzenia

zaporowy

Nasycenia

przewodzenia

przewodzenia

Zatkania

zaporowy

zaporowy

Aktywny inwersyjny

zaporowy

przewodzenia

Rys. 4. Stany pracy tranzystora bipolarnego.

Tranzystor jako element trójkońcówkowy, traktowany jako czwórnik (dla wejścia i wyjścia sy-

gnału) musi mieć jedną z końcówek wspólną dla sygnału wejściowego i wyjściowego. Daje to 3!
możliwych kombinacji, jednak aby uzyskać wzmocnienie mocy (jedna z zasadniczych zalet tranzy-
stora) jest konieczne by baza była jedną z końcówek wejściowych a kolektor jedną z wyjścio-
wych. Ogranicza to ilość użytecznych kombinacji do trzech. Są to układy:

Układ ze wspólnym emiterem

OE (WE)

Układ ze wspólną bazą

OB (WB)

Układ ze wspólnym kolektorem

OC (WC)

B

C

E

WE

WY

B

E

C

WE

WY

B

C

E

WE

WY

- duże wzmocnienie prądowe,
- duże wzmocnienie napięciowe,

- wzmocnienie prądowe ≈1,
- Rwe - mała,

- duże wzmocnienie prądowe,
- wzmocnienie napięciowe ≈ 1,

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

5

- duże wzmocnienie mocy,
- Uwy odwrócone o 180°,
- Rwe - kilkaset Ω,
- Rwy - kilkadziesiąt kΩ.

- Rwy - duża.

- Rwe - duża.

Rys. 5. Układy pracy tranzystora bipolarnego.

3. Prądy zerowe

WE

WY

+

-

R

I

CER

I

CER

= I

CEO

dla R=

I

CES

dla R=0

I

CER

dla 0<R<





WE

WY

I

CBO

+

-

WE WY

I

EBO

+

-

U

I

I

CEO

I

CER

I

CES

I

CBO

U

CEOmax

U

CBOmax

Rys. 6. Układy pomiarowe prądów zerowych. Pomiędzy ich wartościami zachodzi relacja: I

CE-

O

>I

CER

>I

CES

>I

CBO

.

4. Charakterystyki statyczne tranzystora w układzie OE i OB

Ilościowe informacje o właściwościach danego egzemplarza tranzystora najlepiej uzyskać na

podstawie pomiaru różnego rodzaju charakterystyk, w tym podstawowych charakterystyk statycz-
nych. Pomiaru tych charakterystyk dokonuje się gdy wielkościami sterującymi są prądy i napięcia
stałe. Charakterystyki i parametry podawane w notach katalogowych to wartości typowe, uzyski-
wane jako średnie wyniki reprezentatywnej próby statystycznej.

Rys. 7. Charakterystyki statyczne tranzystora w układzie OB (a) i w układzie OE (b).

5. Obszar pracy aktywnej

a)

b)

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

6

Rys. 8. Obszar pracy aktywnej tranzystora w układzie OB (a) i w układzie OE (b) oraz parametry statyczne:
P

a

- dopuszczalna moc admisyjna; I

Cmax

- maksymalny prąd kolektora (ograniczenie wynika ze zmniejsza-

niem się



,



w funkcji I

C

a nie ze wzrostem temperatury); U

CEmax

- dopuszczalne napięcie kolektor-emiter

(określane jako np. 0.8 U

CEO

); I

CEO

- prąd zerowy kolektora (granica pomiędzy odcięciem a zakresem aktyw-

nym); U

CES

- napięcie nasycenia (tylko w WE), rozgranicza obszar nasycenia od stanu aktywnego. Więk-

szość zaznaczonych parametrów są to parametry ograniczające dozwolony obszar pracy tranzystora.

Na rys. 8. przedstawiono obszar pracy aktywnej tranzystora w konfiguracji OB i OE. Jest on

ograniczony od góry maksymalnym prądem kolektora, a od dołu prądem zerowym płynącym przez
tranzystor w danym układzie (poniżej znajduje się obszar zatkania). Ze strony lewej ograniczenie
stanowi obszar nasycenia, a z prawej krzywa (hiperbola) P = U · I, która określa maksymalną moc
jaka może być wydzielana na tranzystorze. Wartość napięcia przebicia stanowi dodatkowe ograni-
czenie U

CB

lub U

CE

.

6. Schematy zastępcze

Tranzystor bipolarny jest ogólnie elementem nieliniowym. Powoduje to zasadnicze trudności

analizy układów elektronicznych z tranzystorami. Znacznym ułatwieniem jest stosowanie modeli o
różnych schematach zastępczych i różnym stopniu złożoności. Jeden z takich schematów przedsta-
wia rys.9. Wartości parametrów wyznaczane są dla danego tranzystora w danym punkcie pracy na
podstawie pomiarów określonych charakterystyk.

h

21e

i

b

h

12e

u

ce

h

11e

h

22e

u

be

u

ce

b

e

c

e

i

b

0

2

1

1

11





u

i

u

e

h

Impedancja (rezystancja) wejściowa.

0

1

2

1

12





i

u

u

e

h

Współczynnik oddziaływania zwrotnego.

0

2

1

2

21





u

i

i

e

h

Współczynnik wzmocnienia prądowego.

0

1

2

2

22





i

u

i

e

h

Admitancja (konduktancja) wyjściowa.

Rys. 9. Schemat zastępczy z oznaczeniami dla układu WE i definicje parametrów typu h tranzystora.

G)

Dodatek – wybrane zagadnienia dotyczące układów polaryzacji BJT

1. Układ z wymuszonym prądem bazy

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

7

Rys. 10.

 Aby tranzystor przewodził, złącze baza-emiter musi być spolaryzowane w kierunku przewodze-

nia, a napięcie baza-emiter, U

BE

, musi mieć odpowiednią wartość (przyjmuje się najczęściej ok.

0,6V do 0,7V).

 Układ przedstawiony na rysunku jest układem polaryzacji tranzystorów bipolarnych, który eli-

minuje wpływ zmian napięcia U

BE

na punkt pracy. Dzieje się tak dzięki ustaleniu punktu pracy

tranzystora stałym prądem bazy.

 Aby wymusić stały prąd bazy łączy się ją poprzez rezystor R

B

z napięciem zasilającym U

CC

.

 Ten układ nie jest zbyt korzystny, ponieważ punkt pracy mocno zależny od parametru , a jak

wiadomo rozrzut tego parametru jest bardzo duży dla tego samego typu tranzystorów.

 Aby tranzystor był w stanie aktywnym należy ustalić jego punkt pracy czyli I

C

oraz U

CE

. Stosu-

jąc prawo Kirchhoffa i Ohma można przedstawiony układ opisać następującymi równaniami:

U

CC

= U

RC

+ U

CE

= I

C

R

C

+ U

CE

(1.1)

U

CC

= U

RB

+ U

BE

= I

B

R

B

+ U

BE

(1.2)

1. Powyższe równania można przedstawić w sposób graficzny, jak na rys. 10. Są to proste ob-

ciążenia dla obwodu wejściowego (bazy) i wyjściowego (kolektora).

2. Dla założonego punktu pracy czyli prądu I

C

oraz napięcia U

CE

z charakterystyk tranzystora

można określić prąd bazy I

B

i napięcie baza-emiter U

BE

, a następnie wyliczyć rezystancje R

B

oraz R

C

.

3. Przekształcając matematycznie równania opisujące układ z rys. 10., otrzymuje się następujące

zależności, które pozwolą na wykazanie, że układ z wymuszonym prądem bazy jest faktycz-
nie w małym stopniu podatny na zmiany punktu pracy pod wpływem zmian napięcia U

BE

.

R

B

= (U

CC

- U

BE

)/I

B

(1.3)

R

C

= (U

CC

- U

CE

)/I

C

(1.4)

I

B

= (U

CC

- U

BE

)/R

B

(1.5)

Oczywiście zależności te pozwolą również obliczyć wartości R

B

i R

C

.

Jeżeli napięcie U

BE

zmieni się o wartość

U

BE

to prąd bazy musi się zmienić o wartość

I

B

=

U

BE

/R

B

(1.6)

Korzystając z wcześniej otrzymanych zależności można wyliczyć względną zmianę prądu bazy

I

B

/I

B

=

U

BE

/(U

CC

- U

BE

)

(1.7)

 Zmiany napięcia baza-emiter U

BE

są zdecydowanie mniejsze od wartości napięcia zasilającego

U

CC

, a więc patrząc na powyższy wzór można powiedzieć, że zmiany prądu bazy pod wpływem

zmian napięcia baza-emiter U

BE

są również nieznaczne.

 Najlepiej jednak zobrazować to przykładem liczbowym. Załóżmy, że U

CC

=10 V, U

BE

=600 mV

oraz

U

BE

=50 mV, co odpowiadałoby wzrostowi temperatury o ok. 25°C. Korzystając ze wzoru

na względną zmianę prądu bazy można wyliczyć, że zmiana ta wyniesie

I

B

/I

B

=0,005, co stano-

wi 0,5% czyli faktycznie bardzo mało.

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

8

 Jeżeli teraz (pomijając prąd zerowy kolektora I

C0

) uwzględnimy zależność prądu kolektora od

prądu bazy

I

C

=

 · I

B

(1.8)

to łatwo dojdziemy do wniosku, że względna zmiana prądu kolektora

I

C

/I

C

wywołana przez

zmianę prądu bazy, która to z kolei była wywołana zmianą napięcia baza-emiter, jest tak samo
mała jak względna zmiana prądu bazy

I

B

/I

B

.

1. Widać więc, że dla układu polaryzacji z wymuszonym prądem bazy punkt pracy tranzystora

praktycznie nie zależy od zmian napięcia baza-emiter.

2. Pozostaje jednak jeszcze silna zależność punktu pracy od współczynnika

, który nie tylko

ma duży rozrzut, ale również dosyć mocno zależy od temperatury, zmienia się nawet o
1%/°C.

 Rezystor R

B

przyjmuje duże wartości co prowadzi do dużych fluktuacji termicznych i wnoszenia

dużego szumu na wejściu.

2. Układ ze sprzężeniem kolektorowym

Rys. 11.

 Układ przedstawiony na rys. 11 jest zmodyfikowanym układem z wymuszonym prądem bazy.
 Modyfikacja polega na tym, że rezystor R

B

jest podłączony do kolektora, a nie do zasilania U

CC

.

 Układ ten charakteryzuje się lepszą stałością punktu pracy niż wcześniej zaprezentowany.
 Charakterystycznym jest również dla niego to, że nie dopuszcza do tego, aby tranzystor wszedł

w stan nasycenia nawet przy bardzo dużej wartości

.

 Dzieje się tak dzięki zastosowaniu ujemnego sprzężenia zwrotnego, realizowanego przez włą-

czenie rezystora R

B

między kolektor i bazę - stąd też jego nazwa "układ ze sprzężeniem kolekto-

rowym".

 Stosując prawa Kirchhoffa i Ohma można przedstawiony układ opisać następującymi równa-

niami

I

RC

= I

C

+ I

B

(2.1)

U

CC

= U

RC

+ U

CE

(2.2)

U

CC

= I

RC

R

C

+ U

CE

= (I

C

+ I

B

)R

C

+ U

CE

(2.3)

U

CE

= U

RB

+ U

BE

= I

B

R

B

+ U

BE

(2.4)

Korzystając z tych równań oraz pamiętając o zależności I

C

=

·I

B

(przy pominięciu I

C0

) i stosując

kilka przekształceń i uproszczeń, można otrzymać wzór na prąd kolektora I

C

, płynący w tym ukła-

dzie.

I

C

= (U

CC

- U

BE

)/(R

C

+ R

B

/

)

(2.5)

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

9

1. Z otrzymanego wzoru widać, że zależność prądu kolektora od zmian napięcia U

BE

jest podobna

jak dla układu z wymuszonym prądem bazy, natomiast wpływ

 na prąd kolektora I

C

jest znacz-

nie mniejszy niż w poprzednich układach, gdyż I

C

nie jest dla tego układu proporcjonalny do I

B

.

2. Jednak najbardziej istotną zaletą tego układu jest to, że nie dopuszcza do tego aby tranzystor

wszedł w stan nasycenia nawet przy bardzo dużej wartości

.

3. Jeżeli zastosujemy w układzie tranzystor o współczynniku

 większym niż przewidywany to

prąd kolektora I

C

"będzie chciał" wzrosnąć (gdyż I

C

=

·I

B

), co spowoduje wzrost spadku napięcia

na R

C

, a to z kolei pociągnie za sobą zmniejszenie napięcia na kolektorze U

CE

, co spowoduje

zmniejszenie prądu bazy czyli zmniejszenie prądu kolektora. Jak widać układ sam "przeciwdzia-
ła" wzrostowi prądu kolektora i wejściu tranzystora w stan nasycenia. Tak właśnie działa ujemne
sprzężenie zwrotne zastosowane w tym układzie.

4. Układ polaryzacji ze sprzężeniem kolektorowym jest zdecydowanie mniej wrażliwy na zmiany



i U

BE

niż układ z wymuszonym prądem bazy.

3. Układ z potencjometrycznym zasilaniem bazy i sprzężeniem emiterowym.

Rys. 12.

 Układ przedstawiony na rys. 12. jest następnym przykładem układu polaryzacji tranzystora.
 Jest on często stosowany we wzmacniaczach zbudowanych z elementów dyskretnych (czyli z

pojedynczych elementów, a nie z układów scalonych).

 Aby przeanalizować ten układ najlepiej jest posłużyć się jego układem zastępczym pokazanym

na rys. 13.

Rys. 13.

 Układ ten, zamiast dzielnika R1 i R2 zasilanego z U

CC

, posiada na podstawie twierdzenia Theve-

nina układ zastępczy, który złożony jest z rezystora R

B

i źródła napięcia U

B

.

 Elementy zastępczego obwodu zasilania bazy, R

B

i U

B

, przyjmują wartości opisane wzorami

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Katedra Podstaw Elektroniki iii2012

10

U

B

= U

CC

[R2/(R1 + R2)],

(3.1)

R

B

= (R1 · R2)/(R1 + R2).

(3.2)

 Podobnie jak dla poprzednich układów, przedstawiony układ zastępczy można opisać następują-

cymi równaniami

U

B

= U

RB

+ U

BE

+ U

RE

(3.3)

U

B

= I

B

R

B

+ U

BE

+ I

E

R

E

(3.4)

U

CC

= U

RC

+ U

CE

+ U

RE

(3.5)

U

CC

= I

C

R

C

+ U

CE

+ I

E

R

E

(3.6)

Uwzględniając

I

E

= I

B

+ I

C

(3.7)

I

C

=

·I

B

+ (1 +

)·I

C0

(3.8)

oraz korzystając z równań opisujących układ z rys. 13., można łatwo uzyskać wzór na prąd kolekto-
ra I

C

I

C

= (U

B

- U

BE

)/(R

E

+ R

B

/

)

(3.9)

 Jak łatwo zauważyć, otrzymany wzór jest bardzo podobny do wzoru na prąd kolektora dla ukła-

du ze sprzężeniem kolektorowym.

 Podobieństwo to wynika z zastosowania tego samego mechanizmu ujemnego sprzężenia zwrot-

nego, z tym że w tym przypadku jest to sprzężenie emiterowe.

 Dlaczego więc stosować układ, który zawiera oprócz tranzystora cztery rezystory, a nie dwa jak

dla układu ze sprzężeniem kolektorowym? Otóż w omawianych wcześniej układach wartości re-
zystorów wynikały z wybranego punktu pracy, czyli były określane przez napięcie U

CE

i prąd I

C

.

W tym układzie użycie czterech rezystorów pozwala na wybór dwóch z nich R

E

i R

C

(oczywiście

w pewnych granicach), co umożliwia optymalizację niektórych właściwości układu, jak stałość
punktu pracy, czy też wzmocnienie.

 Patrząc na powyższy wzór widać, że korzystnym jest stosowanie dużych wartości R

E

i małych

R

B

, ponieważ w takim przypadku napięcie U

B

musi być większe i wpływ U

BE

maleje, jak rów-

nież wartość prądu kolektora przestaje być zależna od

 gdyż R

B

/

 jest znacznie mniejsze od R

E

.

 Jednak stosowanie tych zaleceń we wzmacniaczach powoduje zmniejszenie wzmocnienia (dla-

czego tak jest - to przy okazji omawiania układu wzmacniacza sygnałów zmiennych) i dlatego
przy wyborze wartości rezystorów trzeba wybrać kompromis.

 Jak obliczyć dla tego układu drugą wartość określającą punkt pracy czyli napięcie U

CE

? Trzeba

wrócić do równania opisującego obwód kolektora czyli

U

CC

= I

C

R

C

+ U

CE

+ I

E

R

E

(3.10)

i wyliczyć to napięcie korzystając z zależności

I

E

= I

B

+ I

C

(3.11)

oraz I

C

=

·I

B

(3.12)

U

CE

= U

CC

- I

C

·(R

C

+ R

E

)

(3.13)

Do otrzymanego wzoru można podstawić w miejsce I

C

wcześniej wyliczoną zależność lub też,

znając wartość prądu kolektora i napięcia U

CE

(jako wartości opisujące wybrany punkt pracy),

można otrzymany wzór wykorzystać do obliczenia sumy R

C

+ R

E

.