Биполярный транзистор (BJT) в качестве переключателя, калькулятор насыщения

Следующие калькуляторы вычисляют все значения смещения транзисторной схемы, если заданы питательное напряжение, базовое напряжение и все значения резисторов. Параметры транзистора beta и Vd можно измерить или взять из технического описания. Если они неизвестны, можно использовать значения по умолчанию ниже, так как схема обычно довольно нечувствительна к этим значениям.

Данный калькулятор также определяет, находится ли транзистор в режиме насыщения или отсечения, частотный отклик, а также внутренние резистивные и емкостные параметры для конфигураций КЭ (общий эмиттер) и КК (общий коллектор, также известный какollower эмиттера).

Транзистор, смещенный с использованием делителя напряжения

Транзистор, смещенный с использованием последовательного резистора

Тип базового смещения	Последовательный резистор Делитель напряжения
RB (базовый резистор)	(кОм)
VB (напряжение смещения)	(В)
R1	(кОм)
R2	(кОм)
RC (коллекторный резистор)	(кОм)
RE1 (эмиттерный резистор 1) Шунтированный	(кОм)
RE2 (эмиттерный резистор 2) Регулировка усиления	(кОм)
VP (питательное напряжение)	(В)
Beta (DC - коэффициент усиления тока)
VBE (падение напряжения от базиса к эмиттеру)	(В)
Rs (сопротивление источника):	(Ом)
RL (нагрузочный резистор)	(Ом)
fT (произведение полосы пропускания и коэффициента усиления тока): Необязательно	(МГц)
CCB (ёмкость коллектор - базис): Необязательно	(пФ)
CBE (ёмкость базис - эмиттер): Необязательно	(пФ)
Vc (коллекторное напряжение)	(В)
Ve (эмиттерное напряжение)	(В)
Vb (базовое напряжение)	(В)
Ic (коллекторный ток)	(мА)
Ib (базовый ток)	(мА)
gm (транскондуктивность)
rπ (входное сопротивление биполярного транзистора (BJT) на низких частотах)
	Насыщен
	Режим отсечения
Параметры конфигурации КЭ (общий эмиттер)
A (усиление напряжения усилителя)
Rin	(Ом)
CMCE (ёмкость Миллера)	(пФ)
BWCE (полоса пропускания)	(МГц)
RO	Ом
Параметры конфигурации КК (общий коллектор)
A (усиление напряжения усилителя)
Rin	Ом
BWCC (полоса пропускания)	(МГц)
RO	Ом

DC - смещение транзистора является одной из наиболее распространенных задач в электротехнике. Транзисторам нужны определенные уровни постоянного тока, чтобы они правильно функционировали. Эти уровни постоянного тока также называются точкой смещения. Любые переменные токи, вносимые в транзисторную схему, «надетаются» на эти постоянные токи. В силу принципа линейности точка смещения постоянного тока и переменные токи проектируются независимо. Другое способ видеть смещения - измерение значений постоянного тока в различных узлах схемы.

В зависимости от того, как транзистор смещен, он может функционировать как переключатель, усилитель или буфер. Когда транзистор смещен как переключатель, резистор R_E устанавливается в ноль Ом (выключается из схемы), а базовое напряжение устанавливается на уровень, насыщающий транзистор (полностью включает его).

Для усилителей входной сигнал обычно AC - связан через конденсатор с резистором смещения.

Конфигурация с общим эмиттером (усилитель класса А) является наиболее распространенным типом транзисторного усилителя. Входной сигнал подается на базу через связующий конденсатор, а выходной сигнал берут с коллектора транзистора. Выходной сигнал является усиленной и инвертированной версией входного сигнала. Выходной сигнал обычно не может иметь полный диапазон колебаний, потому что при слишком большом коллекторном токе транзистор насыщается, а сигнал колеблется к земле. Обычно точка базового смещения устанавливается примерно на 1/3 от коллекторного напряжения. Эмиттерный резистор обычно шунтируется большим конденсатором, чтобы он казался коротким для переменных сигналов, иначе он уменьшает усиление переменного сигнала.

Follow - эмиттера - это буферная схема, которая дает усиление близкое к 1. Она используется из - за высокого входного сопротивления и хорошего свойства подачи питания.

Вы также можете ввести информацию о частоте для транзистора и его номинальной точке частотной работы, и калькулятор вычислит параметры, зависящие от частоты, и первый полюс, ограничивающий полосу пропускания усилителя.

Уравнения

Ib*Rb + Ib*Beta*Re + Vbe = Vin

Ib = (Vin - Vbe)/(Rb + Beta*Re);

Ic = Beta*Ib;

Ve = Ic*Re;

Vb = Ve + Vbe;

Vc = VP - Ic*Re;

Если Vc < Ve, транзистор находится в режиме насыщения.

Если Vin < Vb, транзистор находится в режиме отсечения.

g_m = Ic/25мА

r_π= Beta/g_m

f_T= g_m/(2π*(C_BE+C_BC))

Для обшего коллектора:

R_O= R_E || [r_e+(R_B||R_S)/(Beta + 1)]

Rin = R1||R2||(r_π+(Beta + 1)*RE2)

Для обшего эмиттера:

Ro = ~Rc;

Rin = R1||R2||(r_π+(Beta + 1)*RE2)