/5/14 15:56 Praktisk info, forts. Löst uppgift Fyll i ett konvolut (återanvänds tills uppgiften godkänd TTE Elektronik Konvolut hittas ovanpå den svarta brevlåda som svar lämnas i vart brevlåda placerad i samma korridor som Kents kontor D-korridoren, :a våningen, mellan ingång 5 och 7, nära ingång 5. Rättade inlämningsuppgifter hämtas på Kents kontor Föreläsning 4 Må 11.-11.3, 1.3-13.15 Kent Palmkvist To 11.-11.3, 1.3-13.15 E, Y Deadline Fredag 19/1 kl 15.3. Alla måste vara godkända annars måste alla göras om under 14 Andra kurser under ht 13! Räkna inte med att ha en massa tid då! 3 Praktisk info Dugga på laboration Anmälningslistor till laboration, likström och upp/urladdning Laboration inleds med en dugga (litet skrivet prov ätts upp Tisdag 11/ kl 1.3 Exempel på en sådan finns på labhemsidan till kursen amma placering som förra listan (anslagstavlan utanför CYD-poolen Kräver 5 rätt av 7 möjliga Vid 4 rätt fås en ny dugga (kräver där 5 rätt nlämningsuppgift 1 likström Gör om dugga vid annat tillfälle annars tart Torsdag 6/, kan då hämtas hos mig på kontoret eller under lektionen (TTE58 och TTE94 enbart hos mig på kontoret! ndividuella, unika Rättas efter inlämning, ni fixar ny version till korrekt löst nlämningsuppgift växelström Fås samtidigt med uppgift 1 nte lösas innan växelström gåtts igenom (VT 4 1
/5/14 15:56 Dagens föreläsning Bas-emitter beteende Bipolär NPN transistor Diod mellan bas och emitter Bipolär PNP transistor FET transistor Kan oftast anta BE =.7 V (för kisel Princip Leder ström när spänning BE större än.5 V Exempel på användning BE - E CE Basströmmen B förstärks av transistorn Funktion Kollektorström är större än basström Olika typer = B, B är strömförstärkningfaktor Kräver CE > CEsat tor spridning på B 14 4-8.7 V BE 5 Kollektorström jämfört med kollektoremitterspänning Repetition, bipolär NPN transistor kollektor ymbol Kollektor (c Emitter (e Bas (b bas Fungerar bara med positiva C och CE CE Kräver CE > CEsat Ganska platt kurva (låg inre resistans emitter tyrbar strömkälla BE - E Fysisk uppbyggnad 7 CE BE - E Två PN övergångar Kan användas för att kontrollera typ av transistor mha ohm-meter Kan inte bygga transistor av två diskreta dioder Flertal typer måsignal, switch, Effekt, RF (radiofrekventa signaler 6 =.1 ma =.8 ma =.4 ma CE CEsat 8
/5/14 15:56 Transistorn som switch Beräkning av likströmmar i förstärkare strypt ( B =, = ngen kollektorström, switch av BE - Aktivt ( >, < M ökt:, CE E CE Ändring av basström ger ändring av kollektorström R1 teg : Beräkna emitterström CE = CEsat, ökning av basström påverkar inte kollektorström R teg 3: Beräkna kollektor-emitterspänning C BE- E teg 1: ersätt baskretsen (E, R1 och R med theveninekvivalent Mättad ( >, = M M E Givet: R1, R,,, B, BE (oftast antagen till.7 V E R = R1 R R =R1 // R = trypt Aktiv Mättad R 1 R R 1 R 9 Exempel på switchtillämpning Forts. Antag styr switchen. R = => switch av ökt: för säker switch på KVL : B R BE E R E = KCL : E = C B transistor C =B B KVL : E C R C CE E R E = ((3: E =B B B =( B1 B E B= ( B 1 (1(5: E R BE E R E = ( B1 E R R = BE ( B1 E E E Givet 4 < B < 8, CEsat =. V E = 1 V R = 1 Ω, 1% nogrannhet Vill garantera bottnad transistor Minimalt B, minimal R max = 13 ma! 11 KVL: CE C R E= transistor: B = C B E CE 1. B= = = RB (1.9 4 =.33 ma 1 E (1 ( (3 ( 4 R (5 C BE- E E R R1 R R R R = R1 // R = 1 R1 R = 1 3
/5/14 15:56 Forts. PNP transistorn E E R R = BE ( B1 E E BE E= R ( B1 BE (3(5: C =B B = ( B1 (4(7: BE E R CE E R E = ( B1 C BE CE =E R R ( B1 C E E truktur R (7 ymbol BE- E (6 amma namn som för NPN bas truktur speglas av symbol BE - kollektor E CE emitter Ekvationer = B trömförstärkningsfaktor B E R R1 R R R R = R1 // R = 1 R1 R = Notering: Alla spänningar och strömmar negativa värden Alla ekvationer fortfarande samma som för NPN BE = -.7 V för kiseltransistorer (obs tecken 13 Problem med varierande B Exempel, PNP transistorkoppling ndividuella transistorer har olika värden på B kulle behöva trimma kretsen (ändra t ex R 1 individuellt på varje krets för att få specifierat C Finns oändligt antal kombinationer av R 1 och R som ger samma BE och Från föregående slide: E= BE R ( B 1 trömmar kommer flyta från E mot E R1 E Notera riktningar på B,, E och CE C BE- E Alla dessa kommer ha negativa värden R1 amma ekvationer gäller för PNP transistorn som för NPN transistorn BE - E CE R C = B R (6 15 Om R << B * ändras inte så mycket om B ändras 14 16 4
/5/14 15:56 Fälteffekttransistor, JFET N-kanal P-kanal JFET drain D source Princip tryp kanal mha mättnadsområde från backspärrad diod gate G Hög inimpedans => D = Begränsat aktivt område amma princip som N-kanal ymbol amma som N-kanal förutom riktning på pil Alla spänningar och strömmar har omvänt tecken jämfört med N-kanal D G - Dioderna måste behålla backspänning => max G Kanal stängd => ytterligare backspäning påverkar inte => P G negativ när transistorn används ymbol visar pn-övergångens riktning ymmetrisk, strömriktning bestämmer source och drain 17 Fälteffekttransistorns beteende MOFET fälteffekttransistorer drain D source trömmen ökar kvadratiskt med ökad G trömgeneratoregenskap vid positiva D gate pänningsstyrd strömkälla G Resistorbeteende vid små (< 1V D Fysisk struktur N-kanal Tryck bort hålen under gate mha spänning => skapar tunn kanal under gate som leder ström Karakteriseras ofta av P och Anrikningstyp: leder inte ström vid G = P 19 G tarmningstyp: N-dopning även i kanalen leder ström vid G =, stäng av med negativ G G= V G= - V G= -4 V D Motsvarande P-kanal finns också Byt plats på P och N i figuren 18 5
/5/14 15:56 ymboler Exempel ymboler elfbiased 4 versioner (N och P kanal, anriknings respektive utarmingstyp ourceströmmen ger negativt G Vanligaste transistorn för integrerade kretsar KVL i gate-slingan Teoretiskt beskriven före bipolär, fysiskt bevisad efter bipolär E G - - D G R G G R = Gateströmmen G = D = [-1/R] G 1 D = = = G R R N-kanal P-kanal N-kanal anrikningstyp P-kanal G P utarmingstyp 1 Matematisk beskrivning av ( D = D 1 G P drain D source gate G Beräkna arbetspunkt ( D och D Givet = 1 kω R = 1 kω Ekvationen gäller bara för P < G < G - D G R = 1 MΩ = 1 ma D P E Exempel kvadratiskt beroende av G 3 P = -4 V G E = 1 V Approach: sök först samband mellan gatespänning och drainström. [-1/R] P G 4 6
/5/14 15:56 E Exempel, forts. Transistorns egenskaper G D = D 1 P G =, = D ( G.1467 D= D (1 G =1 1 3 (1 P 4 =.1467 ma R [-1/R] G = R D (1 G G P P P ( P G P = R D D - D G R [-1/R] var =.15 ma G P G E R D D D R = D = E R D D R =E D ( R D R = =1.15 (1 13 1 1 3 =5.766V G R G G R = ( G KVL i drain source G = R = D R = R D 1 G P Beräkna - D G KVL i gateslingan E Exempel, forts. P D = 5.71 V G 5 Två lösningar! P P G P = R D ( 4 G ( ( 4 G ( 4= 3 3 1 1 1 1 G 9.6 G 16= G ( x a x b= G ={.1467 7.4533 G - - D G NPN R N-kanal FET P D D = D (1 G P D > Dsat D, D positiva G negativ G 6 C= B B C BE =.6 V (för kisel B CE < CEsat BE- E B, C, CE negativa P-kanal FET G [-1/R] PNP C= B B C BE =.6 V (för kisel B CE > CEsat BE- E B, C, CE positiva a a x= ± ( b Välj lösning så att G < P G=.1467 Transistorns likströmsegenskaper i aktivt område (som förstärkare E Exempel, forts. 7 - D G- G D = D (1 G P D < Dsat D, D negativa G positiv - D G- 8 7