Polarizarea tranzistorului bipolar. Regimuri de functionare

1. Polarizarea tranzistorului bipolar

Definitie: Prin polarizarea tranzistorului se intelege modul de conectare a surselor de tensiune continua la terminalele tranzistorului.

In fisa suport 1.4 ce abordeaza principiul de functionare al tranzistorului bipolar,s-a considerat ca jonctiunile emitorului si colectorului au fost polarizate cu 2 surse separate E_E si E_C.

a. Circuite de polarizare : In scheme practice se utilizeaza o singura sursa de tensiune de polarizare E_C in colector si obtinerea polarizarii directe prin intermediul unui grup rezistiv tot din sursa de polarizare inversa a colectorului.

Se folosesc doua scheme:

a.1. Circuit de polarizare cu o rezistenta in baza

Fig. 1.35 Circuit de polarizare cu un R_B

Acest circuit se numeste circuit de polarizare cu curent de baza constant

R_B are rolul de polarizare directa a bazei din sursa E_C cu o tensiune U_BE = 0,2V pentru tranzistoarele cu Ge si U_BE= 0,6V pentru cele cu Si

• Valoarea rezistentei R_B se determina cu teorema a doua a lui Kirchhoff in ochiurile de circuit ce implica pe R_B

a.2 Circuit de polarizare cu divizor rezistiv in baza

Fig. 1.36 Circuit de polarizare cu 2R_B;

acest circuit se numeste circuit cu tensiune de baza constanta

Divizorul de tensiune R_B1 si R_B2 are rolul de a asigura pe baza tranzistorului un potential constant care sa determine functionarea tranzistorului; R_B1 si R_B2 se determina prin aplicarea teoremei a doua a lui Kirchhoff in ochiurile de retea ce contin cele doua rezistente

Curentul ce strabate pe R_B2 legata masa se numeste curent de divizor I_D;

I_D = (5-20)I_B

b. Rolul rezistentelor din colector si din emitor

Rezistenta R_C are rol de rezistenta de sarcina

Rezistenta R_E are rolul de stabilizare termica a punctului static de functionare PSF, adica a curentului I_C si a tensiunii U_C la variatiile de temperatura. Cresterea temperaturii duce la cresterea curentului rezidual I_CEO care va determina cresterea lui I_C

Condensatorul C_E numit condensator de decuplare a emitorului intervine numai in c.a. pentru a scurtcircuita pe R_E, pentru a evita pierderile de semnal pe R_E.

C_E se alege astfel incat reactanta capacitiva sa indeplineasca conditia X_CE≤R_E/10

2.Regimuri de functionare

Dupa modul de polarizare a celor doua jonctiuni J_E si J_C ale unui tranzistor, exista 4 regimuri de functionare.

a. Regimul activ normal(RAN):

- J_E este polarizata direct

- J_C este polarizata invers

In acest regim tranzistorul se foloseste ca amplificator.

b. Regimul de saturatie

- J_E este polarizata direct

- J_C este polarizata direct

In acest regim tranzistorul se comporta ca un comutator inchis avand o rezistenta de iesire R_ies foarte mica

Curentul de saturatie este mai mic decat in regim normal I_Csat < βI_B

Tensiunea de saturatie este foarte mica U_{CE sat} = 0,2 - 0,3 V

c. Regimul de blocare ( taiere )

- J_C este polarizata invers

- J_E este polarizata invers

Tranzistorul se comporta ca un comutator deschis avand o rezistenta de iesire R_ies foarte mare

Curentii prin tranzistor sunt curenti reziduali foarte mici, practic I_C = 0

Tensiunea de iesire U_CE este de valoare mare , U_CE ≈ E_C

d. Regimul activ invers

- J_E este polarizata invers

- J_C este polarizata direct

Emitorul joaca rol de colector si invers

Este cel mai putin utilizat regim de functionare , cateodata in comutatia unor semnale

Amplificarea in curent este mai scazuta deoarece emitorul, care capteaza purtatorii de sarcina, se face tehnologic cu suprafata mai mica.

Activitatea de invatare 1

Competenta

Identifica componente electronice

Analizeaza montaje cu componente electronice

Obiective:

La sfarsitul acestei activitati vei fi capabil:

- sa identificI componente electronice analogice

- sa analizezi functionarea unor montaje cu componente analogice

Obiectivul: Dupa aceasta activitate veti fi capabili sa identificati componentele electronice si sa executati montaje cu componente analogice

Enunt

In figura 1. se reprezinta circuit de polarizare cu o rezistenta in baza

Pornind de la figura 1, executati schema de mai jos folosind componentele electronice din figura 2

	T

Figura 2 Componente electronice

Activitatea de invatare 2

Competenta

Identifica componente electronice

Analizeaza montaje cu componente electronice

Obiective:

La sfarsitul acestei activitati vei fi capabil:

- sa corelezi notatiile cu marimile fizice caracteristice circuitelor de polarizare

Obiectivul: Aceasta activitate va va ajuta sa corelati notatiile marimilor fizice care caracterizeaza circuitele de polarizare si semnificatia acestora.

Enunt : Realizati asocierile corecte dintre notatiile din coloana A si semnificatiile acestora din coloana B.

Activitatea de invatare 3

Competenta

Identifica componente electronice

Analizeaza montaje cu componente electronice

Obiective:

La sfarsitul acestei activitati vei fi capabil:

sa identifici regimul de functionare al tranzistorului bipolar dupa tipul de polarizare al jonctiunilor

Obiectivul: Dupa aceasta activitate veti fi capabili sa identificati regimurile de functionare ale tranzistoarelor bipolare

Enunt : Cercetati si aplicati!

Fiecare grupa trebuie sa se documenteze despre regimurile de functionare ale tranzistoarelor bipolare,  folosind materialul din fisa de documentare

Fiecare grupa trebuie sa completeze cate o coloana.

Pentru acest lucru aveti la dispozitie 10 minute. Dupa ce ati devenit "experti" in subtema studiata, reorganizati grupele astfel incat in grupele nou formate sa existe cel putin o persoana din fiecare grupa initiala. Timp de 10 minute veti impartasi cu ceilalti colegi din grupa nou formata cunostintele acumulate la pasul anterior.

Activitatea de invatare 4

Competenta

Identifica componente electronice

Obiective:

La sfarsitul acestei activitati vei fi capabil :

- sa descrii functionarea circuitului de polarizare cu o rezistenta in baza

- sa descrii functionarea circuitului de polarizare cu divizor in baza

Obiectivul: Aceasta activitate va va ajuta sa aprofundati si sa sintetizati functionarea circuitelor de polarizare

Enunt : Folosind surse diferite ( internet, manual, reviste de specialitate, fise de documentare 1.5 etc.) obtineti informatii despre functionarea circuitelor de polarizare si organizati-le dupa modelul urmator: