Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 1 Transistorn del 1



Relevanta dokument
Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 2 Transistorn del 2

Elektronik. Lars-Erik Cederlöf

Rättade inlämningsuppgifter hämtas på Kents kontor Föreläsning 4 Må , Kent Palmkvist To ,

Övningsuppgifter i Elektronik

SM Serien Strömförsörjning. Transistorn

I: Beskriv strömmarna i en npn-transistor i normal mod i de neutrala delarna av transistorn.

Utredande uppgifter: I: Beskriv de fyra arbetsmoderna för en npn-transistor. II: Vad är orsaken till strömförstärkningen i normal mod?

TSTE20 Elektronik 01/31/ :24. Nodanalys metod. Nodanalys, exempel. Dagens föreläsning. 0. Förenkla schemat 1. Eliminera ensamma spänningskällor

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 3 Transistorförstärkare

Komponentfysik ESS030. Den bipolära transistorn

Föreläsning 11 Bipolära Transistorer I. BJT Bipolar JuncDon Transistor. FunkDon bipolär transistor. DC operadon, strömförstärkning

Halvledare. Transistorer, Förstärkare

UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Bo Tannfors Transistorswitchen. Laboration E25 ELEKTRO

Introduktion till halvledarteknik

Laboration N o 1 TRANSISTORER

Emtithal Majeed, Örbyhus skola, Örbyhus

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Formelsamling för komponentfysik. eller I = G U = σ A U L Småsignalresistans: R = du di. där: σ = 1 ρ ; = N D + p n 0

För att skydda ett spänningsaggregat mot överbelastning kan man förse det med ett kortslutningsskydd som begränsar strömmen ut från aggregatet.

Videoförstärkare med bipolära transistorer

Definition av kraftelektronik

Formelsamling för komponentfysik

Föreläsning 12 Bipolära Transistorer II. Funk<on bipolär transistor

Beskrivning elektronikkrets NOT vatten

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Umeå universitet. Agneta Bränberg TRANSISTORTEKNIK. Laboration.

nmosfet och analoga kretsar

Grindar och transistorer

Batteri. Lampa. Strömbrytare. Tungelement. Motstånd. Potentiometer. Fotomotstånd. Kondensator. Lysdiod. Transistor. Motor. Mikrofon.

Elektronik 2017 EITA35

Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090

Mätningar på transistorkopplingar

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

HÄLLEBERGSSKOLAN. Ur kursplanen för området elektronik i ämnet teknik:

FÖRELÄSNING 3. Förstärkaren. Arbetspunkten. Olika lastresistanser. Småsignalsschemat. Föreläsning 3

Laboration 2: Likström samt upp och urladdningsförlopp

Instruktion elektronikkrets till vindkraftverk

KAPITEL 2 MTU AB

Vad är elektricitet?

1.2 Två resistorer är märkta 220 ohm 0,5 W respektive 330 ohm 0,25 W. vilken är den största spänning som kan anslutas till:

SM Serien Strömförsörjning. Zenerdioden används i huvudsak för att stabilisera likspänningar.

Vad är elektricitet?

4:8 Transistorn och transistorförstärkaren.

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6)

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 4 Operationsförstärkare

Modifieringsförslag till Moody Boost

F1:13. 2 minutersövningar 2010 F1:30 F1:22. För att inte förlora signal kan följade göras: Analog elektronik Bertil Larsson

Lösningar Tenta

Laboration II Elektronik

Föreläsning 8. MOS transistorn Förstärkare med MOS transistorn Exempel, enkel förstärkare med MOS. IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT VT11/BM

Målsättning: Utrustning och material: Denna laboration syftar till att ge studenten:

FFY616. Halvledarteknik. Laboration 4 DIODER

TRANSISTORER. Umeå universitet Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

Förstärkning Large Signal Voltage Gain A VOL här uttryckt som 8.0 V/μV. Lägg märke till att förstärkningen är beroende av belastningsresistans.

Föreläsning 8. MOS transistorn. IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT HT09/BM

TRANSISTORER. Umeå universitet Institutionen för tillämpad. fysik och elektronik. Patrik Eriksson

Spänning, ström och energi!

Tentamen i komponentfysik

Introduktion till halvledarteknik

Den bipolä rä tränsistorn

Varvtalsstyrning av likströmsmotorer

Lärarhandledning: Ellära. Författad av Jenny Karlsson

Elteknik. Superposition

Antennförstärkare för UHF-bandet

Strömdelning. och spänningsdelning. Strömdelning

Bygg en entransistors Booster till datorn eller MP3-spelaren

Elektricitet och magnetism

12. Kort om modern halvledarteknologi

12. Kort om modern halvledarteknologi

Lektion 1: Automation. 5MT001: Lektion 1 p. 1

DIGITAL MULTIMETER BRUKSANVISNING MODELL DT9201

Ellära. Lars-Erik Cederlöf

DIFFERENTALFÖRSTÄRKARE

Laboration 6. A/D- och D/A-omvandling. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum

Lab 2. Några slides att repetera inför Lab 2. William Sandqvist

OP-förstärkaren, INV, ICKE INV Komparator och Schmitt-trigger

IE1206 Inbyggd Elektronik

TSTE05 Elektronik och mätteknik ISY-lab 3: Enkla förstärkarsteg

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

Varvtalsstyrning av likströmsmotorer

IE1206 Inbyggd Elektronik

Sammanfattning av likströmsläran

Lektion 2: Automation. 5MT042: Automation - Lektion 2 p. 1

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-10)

6. Likströmskretsar. 6.1 Elektrisk ström, I

Efter avsnittet ska du:

3.4 RLC kretsen Impedans, Z

Du har följande material: 1 Kopplingsdäck 2 LM339 4 komparatorer i vardera kapsel. ( ELFA art.nr datablad finns )

Laboration 1 Elektriska kretsar Online fjärrstyrd laborationsplats Blekinge Tekniska Högskola (BTH)

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

Ellära. Laboration 2 Mätning och simulering av likströmsnät (Thevenin-ekvivalent)

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.

Mät elektrisk ström med en multimeter

Tvåvägsomkopplaren som enkel strömbrytare

Information om den planerade utbyggnaden av signalsystemet.

5. Kretsmodell för likströmsmaskinen som även inkluderar lindningen resistans RA.

Hambley avsnitt 12.7 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar) sann 1 falsk 0

LABORATIONSINSTRUKTION. Mätning på dioder och transistorer

Transkript:

Moment 1 - Analog elektronik Föreläsning 1 Transistorn del 1 Jan Thim 1 F1: Transistorn del 1 Innehåll: Historia Funktion Karakteristikor och parametrar Transistorn som förstärkare Transistorn som switch Felsökning 2 1

Historia a) Edisons lampa 1880-talet b) Triodförstärkare År 1906 c) Radiorör Transistorer uppfanns först år 1947! Uppfinnarna på Bell Telephone Laboratories fick alla dela på ett Nobelpris. 3 Applikation - spänningsregulator 4 2

Applikation - spänningsregulator 5 Olika typer av transistorer 6 3

Användningsområden En transistor kan användas antingen som förstärkare eller som switch. 7 Transistorn grundfunktion Se denna transistorkoppling som två kretsar. Strömmen i 1 styr strömmen i 2. En liten förändring i 1 ger ofta en stor förändring i 2. 1 2 8 4

Bipolartransistorn I bipolartransistorn finns två p-n övergångar. Den består av tre lager med antingen ett p-dopat område mellan två n-dopade (npn), eller med ett n-dopat område mellan två p-dopade (pnp). 9 Bipolartransistorn ses ofta som två dioder, representerande de två p-n övergångarna. Likspänning U CE mellan kollektor och emitter avser att attrahera elektroner från emittern. Likspänning U BE med pluspol på basen lockar elektroner in i basskiktet från emittern. När detta sker dras elektronerna vidare mot kollektorn (diffunderar genom basskiktet) och till pluspolen på U CE. => En kollektorström I C erhålls. Bipolartransistorn 10 5

Bipolartransistorn Alla elektroner diffunderar dock inte. En del elektroner kommer att sugas mot pluspolen på U BE. Ett mycket tunt basskikt minimerar dessa. => Liten basström. Ett svagt dopat basskikt minskar också risken för rekombination av elektronhålpar. 11 Bipolartransistorn Detta ger: I E = I C + I B Om U BE ökas kommer basströmmen ökas, men framför allt kollektorströmmen. => En förstärkning erhålls. Bipolartransistorn är alltså strömstyrd. Likström och signalström: i B (t) = I B + i b (t) 12 6

Bipolartransistorn Funktionen hos pnp-transistorn är densamma. Enda skillnaden är att alla strömmar och spänningar får motsatt riktning eftersom det är hål i stället för elektroner som svarar för den huvudsakliga laddningstransporten. 13 Karakteristikor och parametrar En liten förändring i basströmmen ger en stor förändring i kollektorströmmen. Denna faktor mellan strömmarna kallas strömförstärkningsfaktorn och betecknas med beta (β). β = I C / I B Observera att β inte alltid är konstant. Den beror också på faktorer som temperatur och maximal uteffekt. (Se datablad) 14 7

Karakteristikor och parametrar Bestämning av β: V RB = V BB V BE (V BE = 0.7 V i linjära området) I B = V RB / R B V RC = V CC V CE I C = V RC / R C β = I C / I B 15 Karakteristikor och parametrar Kurvor för kollektorkarakterisktik ger en inblick i sambandet mellan basström och kollektorström. När I B ökar så ökas I C linjärt i förhållande till I B. Detta område kallas för det linjära området. Detta samband är också skälet till att bipolartransistorn sägs vara strömstyrd. Gäller om V CE ligger under genombrottsspänningen. 16 8

Karakteristikor och parametrar Om I B = 0 ligger transistorn i cutoff-området. Detta betyder att bara en obetydlig läckström flyter genom R C och som en konsekvens av detta är V CE nästan lika med V CC. 17 Karakteristikor och parametrar I C kan dock nå ett maximum och ligga still på samma värde trots att man höjer I B. När detta maximum är nått säger man att transistorn jobbar i det mättade (eng. saturated) området. I detta fall är transistorn kortsluten mellan kollektor och emitter, vilket betyder att I C = V CC / R C. 18 9

Bipolartransistor som förstärkare En relativt liten AC signal V in kan förstärkas genom att lägga signalkällan på basen. De små strömförändringar detta ger upphov till förstärks till kollektorsidan och en förstärkt utamplitud V C kan observeras. 19 Bipolartransistorn som switch För att använda en transistor som switch biaserad man transistorn antingen till att vara i cutoff eller mättad (saturerad). Kom ihåg att V CE = V CC i cutoff och V CE = 0 i mättat område. 20 10

Felsökning Att felsöka en transistor i en aktiv krets betyder att vi måste veta en del om hur spänningarna runt transistorn bör se ut. Det finns dock vissa metoder vi kan ta till. En bra förståelse för hur man använder ohms lag och Kirchhoffs spännings- och strömlagar är en grundförutsättning. I aktiva kretsar är det mest praktiskt att felsöka med spänningar. 21 Felsökning En kontroll av spänningar över transistorn när den är aktiv kan säga oss om den fungerar korrekt. Om ingen ström finns i kollektorn kan det vara avbrott i de kringliggande resistorerna. Det kan förstås också vara avbrott i själva transistorn. Avbrott orsakar för låga spänningar i mätningarna. Man får s.k. flytande punkter. 22 11

Felsökning Att testa en bipolartransistor kan ses som att testa två diodövergångar. I framspänningsfallet har man låg resistans och i backspänningsfallet har man oändlig resistans. 23 Felsökning Diodtestningsfunktionen på en multimeter är mer tillförlitligt är att använda en ohmmeter. Tänk på om det är en npn eller en pnp transistor som ska testas, dvs. vänd polerna rätt. 24 12

Sammanfattning Bipolartransistorn är strömstyrd och består av tre regioner: basen, kollektorn och emittern. Tre områden av funktion finns också: cutoff, linjärt och mättat område. En transistor som används för förstärkning jobbar i linjära regionen. En transistor som används som switch jobbar i mättade regionen. Förstärkningsfaktorn beta räknas som I C / I B. 25 13