Mateusz Macięga
Informatyka, grupa 11
WYZNACZANIE PARAMETRÓW
TRANZYSTORA BIPOLARNEGO
Naszym zadaniem jest wyznaczyć parametry tranzystora bipolarnego dla trzech układów pracy
(wspólny emiter, wspólny kolektor, wspólna baza).
Podstawowe parametry tranzystora bipolarnego to:
" rezystancja wejściowa,
" rezystancja wyjściowa,
" wzmocnienie napięciowe,
" wzmocnienie prÄ…dowe.
1. Tranzystor w układzie pracy wspólny emiter
Układ ze wspólnym emiterem jest najczęściej wykorzystywanym typem wzmacniaczy, szczególnie
w zakresie niskich częstotliwości.
Schemat tranzystora ze wspólnym emiterem:
Jak widać na powyższym schemacie wzmacniane napięcie sygnału wejściowego podawane jest
pomiędzy bazę a emiter tranzystora, natomiast sygnał po wzmocnieniu odbierany jest spomiędzy
kolektora a emitera.
y
ródło napięcia V1 ustawiamy tak, aby na wyjściu napięcie było równe 6V=12V/2.
Ustawienia dla z
ródła V1 (VSIN):
" VOFF: 0,691157V,
" VAMPL: 0,018V (amplituda),
" FREQ: 1kHZ (częstotliwość).
Ustawienia dla z
ródła V5 (VSRC):
" DC: 12V (napięcie stałe).
Do wyznaczenia parametrów tranzystora w tym układzie należy zmierzyć cztery wartości: "Uwy,
"Uwe, "Ib, "Ic. W tym celu uruchamiam symulację przejściową w czasie od 0ms do 10ms z krokiem
10 µm. UmiejÄ™tnie przesuwajÄ…c marker prÄ…du i napiÄ™cia odczytujÄ™ z symulacji wartoÅ›ci osobno:
"Uwe = 35,994 mV, "Uwy = 7,8 V, "Ib = 44,845 µA, "Ic = 7,8 mA.
1
Pomiar "Uwe: Pomiar "Uwy:
Pomiar "Ib: Pomiar "Ic:
Wyznaczam parametry:
o Wzmocnienie napięciowe
"Uwy 7,8V V
~
Ku = = = 216,7
"Uwe 35,994mV V
o Wzmocnienie prÄ…dowe
"Iwy "Ic 7,8mA A
~
KI = = = = 173,93
"Iwe "Ib 44,845µA A
o Rezystancja wejściowa
"Uwe 35,994mV
~
Rwe = = = 802,63&!
"Iwe 44,845µA
o Rezystancja wyjściowa
"Uwy 7,8V
Rwy = = = 1k&!
"Iwy 7,8mA
2
Wykres przesunięcia fazowego:
Dla małych częstotliwości przesunięcie fazowe oscyluje w wartościach bliskich zeru, wraz ze
wzrostem czÄ™stotliwoÅ›ci przesuniÄ™cie fazowe zbliża siÄ™ do wartoÅ›ci 180° i utrzymuje siÄ™ na staÅ‚ym
poziomie.
2. Tranzystor w układzie pracy wspólna baza
Układ ten jest wykorzystywany tam, gdzie zachodzi potrzeba dopasowania do z
ródeł sygnału o
małej impedancji wyjściowej.
Schemat tranzystora ze wspólną bazą:
W tym układzie napięcie sygnału wejściowego podawane jest pomiędzy bazę a emiter tranzystora,
natomiast sygnał wyjściowy odbierany jest spomiędzy bazy i kolektora.
Do bazy podczepione jest uziemienie.
Aby zaobserowować wzmocnienie musiałem obrócić bieguny z
ródła napięcia wejściowego V1 (plus
podpiołem do masy, a minus do emitera).
Tak samo jak dla układu WE napięcie dla z
ródła V1 ustawiamy tak, aby na wyjściu tranzystora
napięcie było równe 6V.
Ustawienia dla z
ródła V1 (VSIN):
" VOFF: 0, 69093V,
" VAMPL: 0,018V (amplituda),
" FREQ: 1kHZ (częstotliwość).
Ustawienia dla z
ródła V5 (VSRC):
" DC: 12V (napięcie stałe).
Odczytuję wartości z wykresu symulacji przejściowej w czasie (ustawienia analizy takie same jak w
układzie WE): "Uwe, "Uwy, "Ic, "Ie.
"Uwe = 35,986 mV, "Uwy = 7,813 V, "Ic = 7,813 mA, "Ie = 7,8578 mA.
3
 Pomiar "Uwe: Pomiar "Uwy:
Pomiar "Ie: Pomiar "Ic:
Wyznaczam parametry:
o Wzmocnienie napięciowe
"Uwy 7,813V V
~
Ku = = = 173,93
"Uwe 35,986mV V
o Wzmocnienie prÄ…dowe
"Iwy "Ic 7,813mA A
~
KI = = = = 1
"Iwe "Ie 7,8578mA A
o Rezystancja wejściowa
"Uwe 35,986mV
~
Rwe = = = 4,58&!
"Iwe 7,8578mA
o Rezystancja wyjściowa
"Uwy 7,813V
Rwy = = = 1k&!
"Iwy 7,813mA
4
Wykres przesunięcia fazowego:
Dla maÅ‚ych czÄ™stotliwoÅ›ci przesuniÄ™cie w fazie wynosi 180°. Im wiÄ™ksza czÄ™stotliwość tym coraz
mniejsze przesuniÄ™cie fazowe  zmierza do wartoÅ›ci 0° i utrzymuje siÄ™ na tym poziomie.
3. Tranzystor w układzie pracy wspólny kolektor
Inna nazwa tego układu to wtórnik emiterowy.
Schemat układu WK:
W układzie WK napięcie sygnału wejściowego podawane jest pomiędzy pomiędzy bazę a kolektor
tranzystora, natomiast sygnał po wzmocnieniu odbierany jest spomiędzy kolektora a emitera.
Rezystor podłączam do emitera.
Ustawienia dla z
ródła V1 (VSIN) pozostają takie same jak w powyższych układach. Zmieniam
jedynie wartość amplitudy (VAMPL) na 6,7 V, dzięki czemu na wyjściu tranzystora otrzymuję
napięcie ~6 V. Na tranzystorze znajduje się napięcie 0,7 V  odpowiednie dla poprawnej pracy
tranzystora.
Ustawienia dla z
ródła V1 (VSIN):
" VOFF: 0, 69093V,
" VAMPL: 6,7V (amplituda),
" FREQ: 1kHZ (częstotliwość).
Ustawienia dla z
ródła V5 (VSRC):
" DC: 12V (napięcie stałe).
Uruchamiam symulację i wyznaczam wartości: "Uwe, "Uwy, "Ib, "Ie.
"Uwe = 35,964 mV, "Uwy = 35,823 mV, "Ib = 211,487 nA, "Ie = 37,267 µA.
5
Pomiar "Uwe: Pomiar "Uwy:
Pomiar "Ib: Pomiar "Ie:
Wyznaczam parametry:
o Wzmocnienie napięciowe
"Uwy 35,823mV V
~
Ku = = = 1
"Uwe 35,964mV V
o Wzmocnienie prÄ…dowe
"Iwy "Ie 37,267 µA A
~
KI = = = = 176,21
"Iwe "Ib 211,487 nA A
o Rezystancja wejściowa
"Uwe 35,964mV
~
Rwe = = = 170&!
"Iwe 211,487nA
o Rezystancja wyjściowa
"Uwy 35,823mV
~
Rwy = = = 961,25&!
"Iwy 37,267µA
6
Wykres przesunięcia fazowego:
Dla maÅ‚ych czÄ™stotliwoÅ›ci przesuniÄ™cie fazowe wynosi 180°. Dla coraz wiÄ™kszych czÄ™stotliwoÅ›ci
przesuniÄ™cie fazowe zmierza do wartoÅ›ci 0° i zatrzymuje siÄ™ na tym poziomie dla dowolnie dużych
częstotliwości.
4. Zestawienie podsumowujÄ…ce
WE WB WK
Ku
V V V
216,7 173,93 ~1
V V V
KI
A A A
173,93 ~1 176,21
A A A
Rwe 802,63&! 4,58&! 170&!
Rwy 1000&! 1000&! 961,25&!
Åš 180° 0° 0°
W tabeli znajduje się zestawienie parametrów dla trzech układów pracy tranzystora.
Na podstawie powyższej tabeli można wyciagnąć nastepujące wnioski.
Wnioski:
" Tranzystor bipolarny ze wspólnym emiterem wzmacnia napięciowo i prądowo (średnie
wzmocnienie) oraz posiada średnią rezystancję  ok. 1k&!. Występuje przesuniecie fazowe o
180°.
" Układ ze wspólną bazą wzmacnia znacznie napięciowo, nie wzmacnia prądowo.
Charakteryzuje się niską rezystancją wejściową. Wartość rezystancji wyjściowej jest
podobna do dwóch pozostałych układów (~1k&!). Układ nie odwraca fazy.
" Układ ze wspólnym kolektorem posiada duże wspocnienie prądowe, nie wzmacnia
napięciowo. Impedancja wejściowa wzmacniacza w tym układzie jest wysoka, a wyjściowa -
niska. Układ ten podobnie jak WB nie odwraca fazy.
7