సమస్యలను తొలగించడానికి మా పరికరాన్ని ప్రయత్నించండి

ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌ను ఎంచుకోండి ప్రొజెక్షన్ యొక్క ప్రోగ్రామ్‌ను ఎంచుకోండి (ఐచ్ఛికంగా)

మీ సమస్యను వివరించండి

ఈ విభాగంలో మేము BJT కామన్-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను విశ్లేషించబోతున్నాము మరియు దాని డ్రైవింగ్ పాయింట్ లక్షణాలు, రివర్స్ సాచురేషన్ కరెంట్, బేస్ టు ఎమిటర్ వోల్టేజ్ మరియు ఆచరణాత్మక పరిష్కార ఉదాహరణ ద్వారా పారామితులను అంచనా వేయబోతున్నాం. తరువాతి భాగాలలో మేము ఒక సాధారణ-బేస్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్‌ను ఎలా కాన్ఫిగర్ చేయాలో కూడా విశ్లేషిస్తాము

పరిచయం

చాలావరకు ట్రాన్సిస్టర్ కామన్ బేస్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను సూచించడానికి ఉపయోగించే చిహ్నాలు మరియు ఉల్లేఖనాలు
ఈ రోజుల్లో ముద్రించిన పుస్తకాలు మరియు మార్గదర్శకాలు క్రింద చూపిన అంజీర్‌లో చూడవచ్చు. 3.6 ఇది పిఎన్‌పి మరియు ఎన్‌పిఎన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లకు నిజం కావచ్చు.

మూర్తి 3.6

3.4 కామన్-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్ అంటే ఏమిటి

'కామన్-బేస్' అనే పదం ఇక్కడ అమరిక యొక్క ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ దశలకు బేస్ సాధారణం.

ఇంకా, బేస్ సాధారణంగా భూమి సామర్థ్యానికి దగ్గరగా లేదా వద్ద టెర్మినల్ అవుతుంది.

ఇక్కడ మా సంభాషణలో, అన్ని ప్రస్తుత (ఆంపియర్) దిశలు సాంప్రదాయిక (రంధ్రం) ప్రవాహం దిశకు సంబంధించి తీసుకోబడతాయి మరియు ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహ దిశకు కాదు.

విద్యా మరియు వాణిజ్య సంస్థలలో అందించే పెద్ద మొత్తంలో పత్రం సాంప్రదాయిక ప్రవాహాన్ని అమలు చేస్తుందనే ఆందోళనతో ఈ ఎంపిక ప్రధానంగా నిర్ణయించబడింది మరియు ప్రతి ఎలక్ట్రానిక్ ప్రాతినిధ్యాలలో బాణాలు ఈ నిర్దిష్ట సమావేశంతో గుర్తించబడిన మార్గాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

ఏదైనా బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ కోసం:

గ్రాఫికల్ చిహ్నంలోని బాణం గుర్తు ట్రాన్సిస్టర్ అంతటా ఉద్గారిణి ప్రవాహం (సాంప్రదాయ ప్రవాహం) యొక్క ప్రవాహ దిశను వివరిస్తుంది.

అంజీర్ 3.6 లో చూపిన ప్రస్తుత (Amp) దిశలలో ప్రతి ఒక్కటి సాంప్రదాయిక ప్రవాహం యొక్క ఎంపిక ద్వారా వర్గీకరించబడిన నిజమైన దిశలు. IE = IC + IB అని ప్రతి సందర్భంలో గమనించండి.

అమలు చేయబడిన బయాసింగ్ (వోల్టేజ్ మూలాలు) ప్రత్యేకంగా ప్రతి ఛానెల్‌కు పేర్కొన్న దిశలో విద్యుత్తును నిర్ధారించడానికి గమనించండి. అర్థం, ప్రతి ఆకృతీకరణకు IE యొక్క దిశను ధ్రువణత లేదా VEE తో పోల్చండి మరియు IC యొక్క దిశను VCC యొక్క ధ్రువణతతో పోల్చండి.

మూడు-టెర్మినల్ యూనిట్ యొక్క చర్యలను సమగ్రంగా వివరించడానికి, ఉదాహరణకు కామన్-బేస్ యాంప్లిఫైయర్లు అంజీర్ 3.6 లో, 2 సెట్ల లక్షణాలను డిమాండ్ చేస్తుంది - ఒకటి డ్రైవింగ్ పాయింట్ లేదా ఇన్పుట్ కారకాలు మరియు మరొకటి అవుట్పుట్ విభాగం.

అంజీర్ 3.7 లో చూపిన విధంగా కామన్-బేస్ యాంప్లిఫైయర్ కోసం ఇన్పుట్ సెట్ ఇన్పుట్కు ఇన్పుట్ కరెంట్ (IE) ను వర్తింపజేస్తుంది
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ (VCB) యొక్క వివిధ శ్రేణుల కోసం వోల్టేజ్ (VBE).

సాధారణ-బేస్ BJT కాన్ఫిగరేషన్ కోసం డ్రైవింగ్ పాయింట్ లక్షణాలు

ది అవుట్పుట్ సెట్ అంజీర్ 3.8 లో చూపిన విధంగా ఇన్పుట్ కరెంట్ (IE) యొక్క వివిధ శ్రేణుల కోసం అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ (VCB) కోసం అవుట్పుట్ కరెంట్ (IC) ను వర్తిస్తుంది. అవుట్పుట్, లేదా కలెక్టర్ లక్షణాల సమూహం, అంజీర్ 3.8 లో చూపిన విధంగా ఆసక్తి యొక్క 3 ప్రాథమిక అంశాలను కలిగి ఉంది: క్రియాశీల, కటాఫ్ మరియు సంతృప్త ప్రాంతాలు . క్రియాశీల ప్రాంతం సరళ (నమోదుకాని) యాంప్లిఫైయర్లకు సాధారణంగా ఉపయోగపడే ప్రాంతం. ప్రత్యేకంగా:

క్రియాశీల ప్రాంతంలో కలెక్టర్-బేస్ జంక్షన్ రివర్స్-బయాస్డ్ అవుతుంది, బేస్-ఎమిటర్ జంక్షన్ ఫార్వర్డ్-బయాస్డ్.

చురుకైన ప్రాంతం అంజీర్ 3.6 లో సూచించిన విధంగా పక్షపాత ఆకృతీకరణల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. క్రియాశీల ప్రాంతం యొక్క దిగువ చివరలో ఉద్గారిణి కరెంట్ (IE) సున్నా అవుతుంది, రివర్స్ సాచురేషన్ కరెంట్ ICO ఫలితంగా కలెక్టర్ కరెంట్ ఈ పరిస్థితిలో ఉంటుంది, ఇది అంజీర్ 3.8 లో వివరించబడింది.

సాధారణ-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్ కలెక్టర్ లక్షణాలు

ప్రస్తుత ICO నిలువు స్కేల్ అయిన IC (మిల్లియంపెరెస్) తో పోల్చితే చాలా తక్కువ (మైక్రోఅంపేర్స్) పరిమాణంలో ఉంది, ఇది IC = 0 వలె అదే క్షితిజ సమాంతర రేఖపై ఆచరణాత్మకంగా ప్రదర్శిస్తుంది.

కామన్-బేస్ సెటప్ కోసం IE = 0 ఉన్నప్పుడు ఉన్న సర్క్యూట్ పరిశీలనలు అంజీర్ 3.9 లో చూడవచ్చు. డేటాషీట్లు మరియు స్పెక్ షీట్లలో ICO కోసం చాలా తరచుగా ఉల్లేఖనం అంజీర్ 3.9, ICBO లో చూపిన విధంగా ఉంటుంది. ఉన్నతమైన డిజైన్ పద్ధతుల కారణంగా, తక్కువ మరియు మిడ్‌పవర్ పరిధులలోని సాధారణ-ప్రయోజన ట్రాన్సిస్టర్‌ల (ముఖ్యంగా సిలికాన్) కోసం ICBO యొక్క డిగ్రీ సాధారణంగా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, దాని ప్రభావం పట్టించుకోదు.

పెద్ద విద్యుత్ పరికరాల కోసం ICBO మైక్రోఅంపేర్ పరిధిలో చూపడం కొనసాగించవచ్చు. ఇంకా, ICBO లాగానే గుర్తుంచుకోండి ఉంది డయోడ్ల విషయంలో (రెండూ రివర్స్ లీకేజ్ ప్రవాహాలు) ఉష్ణోగ్రతలో మార్పులకు గురవుతాయి.

పెరిగిన ఉష్ణోగ్రతలలో ICBO యొక్క ప్రభావం కీలకమైన అంశం కావచ్చు ఎందుకంటే ఉష్ణోగ్రత ఎత్తులకు ప్రతిస్పందనగా ఇది గణనీయంగా పెరుగుతుంది.

ఉద్గారిణి కరెంట్ సున్నా కంటే పెరిగేకొద్దీ అంజీర్ 3.8 లో తెలుసుకోండి, కలెక్టర్ కరెంట్ ప్రాథమిక ట్రాన్సిస్టర్-కరెంట్ సంబంధాల ద్వారా స్థాపించబడిన ఉద్గారిణి కరెంట్‌కు ప్రధానంగా సమానమైన స్థాయికి వెళుతుంది.

క్రియాశీల ప్రాంతం కోసం కలెక్టర్ కరెంట్‌పై VCB యొక్క అసమర్థ ప్రభావం ఉందని గమనించండి. చురుకైన ప్రాంతంలో IE మరియు IC ల మధ్య సంబంధానికి ప్రాధమిక అంచనాను ఇలా చూపించవచ్చని వక్ర ఆకారాలు స్పష్టంగా తెలుపుతున్నాయి:

దాని శీర్షిక నుండి తీసివేయబడినట్లుగా, కటాఫ్ ప్రాంతం అంజీర్ 3.8 లో వెల్లడించినట్లుగా, కలెక్టర్ కరెంట్ 0 A ఉన్న ప్రదేశంగా అర్ధం. ఇంకా:

కట్-ఆఫ్ ప్రాంతంలో ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్-బేస్ మరియు బేస్-ఎమిటర్ జంక్షన్లు రివర్స్-బయాస్డ్ మోడ్‌లో ఉంటాయి.

VCB = 0 V యొక్క ఎడమ వైపున ఉన్న లక్షణాల యొక్క విభాగంగా సంతృప్త ప్రాంతం గుర్తించబడింది. ఈ ప్రాంతంలోని క్షితిజ సమాంతర స్కేల్ ఈ ప్రాంతంలోని లక్షణాలపై చేసిన విశేషమైన మెరుగుదలలను స్పష్టంగా వెల్లడించడానికి విస్తరించింది. 0 V వైపు వోల్టేజ్ VCB పెరుగుదలకు ప్రతిస్పందనగా కలెక్టర్ కరెంట్‌లో ఎక్స్‌పోనెన్షియల్ పెరుగుదలను గమనించండి.

కలెక్టర్-బేస్ మరియు బేస్-ఉద్గారిణి జంక్షన్లు సంతృప్త ప్రాంతంలో ఫార్వర్డ్-బయాస్ గా చూడవచ్చు.

కలెక్టర్ వోల్టేజ్ (విసిబి) యొక్క ముందే నిర్ణయించిన మాగ్నిట్యూడ్ల కోసం, ఉద్గారిణి కరెంట్ డయోడ్ లక్షణాలతో బలంగా ఉండే విధంగా పెరుగుతుందని అంజీర్ 3.7 యొక్క ఇన్పుట్ లక్షణాలు మీకు చూపుతాయి.

వాస్తవానికి, పెరుగుతున్న VCB యొక్క ప్రభావం లక్షణాలపై చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఏదైనా ప్రాధమిక మూల్యాంకనం కోసం VCB లోని వైవిధ్యాల వల్ల కలిగే వ్యత్యాసాన్ని విస్మరించవచ్చు మరియు లక్షణాలను క్రింద అంజీర్ 3.10a లో చూపిన విధంగా సూచించవచ్చు.

అందువల్ల మేము పిక్సేస్-లీనియర్ టెక్నిక్‌ను ఉపయోగించుకుంటే, ఇది అంజీర్ 3.10 బిలో వెల్లడించిన లక్షణాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఈ ఒక స్థాయిని తీసుకొని, వక్రత యొక్క వాలును విస్మరించడం మరియు తత్ఫలితంగా ఫార్వర్డ్-బయాస్డ్ జంక్షన్ కారణంగా ఉత్పన్నమయ్యే ప్రతిఘటన అంజీర్ 3.10 సిలో చూపిన విధంగా లక్షణాలకు దారి తీస్తుంది.

ఈ వెబ్‌సైట్‌లో చర్చించబడే అన్ని భవిష్యత్ పరిశోధనల కోసం, ట్రాన్సిస్టర్ సర్క్యూట్ల యొక్క అన్ని డిసి మూల్యాంకనాల కోసం అంజీర్ 3.10 సి యొక్క సమానమైన డిజైన్ ఉపయోగించబడుతుంది. అర్థం, BJT “నిర్వహించే” స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, బేస్-టు-ఎమిటర్ వోల్టేజ్ కింది సమీకరణంలో వ్యక్తీకరించబడినట్లుగా పరిగణించబడుతుంది: VBE = 0.7 V (3.4).

భిన్నంగా చెప్పాలంటే, ఇన్పుట్ లక్షణాల వాలుతో పాటు VCB విలువలో మార్పుల ప్రభావం పట్టించుకోదు, ఎందుకంటే BJT కాన్ఫిగరేషన్లను అంచనా వేయడానికి మేము ప్రయత్నం చేస్తున్నాము, ఈ విధంగా సరైన అంచనాను పొందటానికి మాకు సహాయపడుతుంది. వాస్తవ ప్రతిస్పందన, తక్కువ ప్రాముఖ్యత కలిగిన పరామితితో మనల్ని ఎక్కువగా చేర్చకుండా.

మూర్తి 3.10

అంజీర్ 3.10 సి యొక్క పై లక్షణాలలో వ్యక్తీకరించబడిన వాదనను మనమందరం పూర్తిగా అభినందించాలి. 'ఆన్' లేదా యాక్టివ్ కండిషన్‌లోని ట్రాన్సిస్టర్‌తో అనుబంధ బాహ్య సర్క్యూట్ నెట్‌వర్క్ ద్వారా నియంత్రించబడే బేస్ నుండి ఉద్గారిణికి కదిలే వోల్టేజ్ ఏ ఉద్గార కరెంట్ అయినా 0.7 V గా ఉంటుందని వారు నిర్వచించారు.

మరింత ఖచ్చితంగా చెప్పాలంటే, డిసి కాన్ఫిగరేషన్‌లోని బిజెటి సర్క్యూట్‌తో ఏదైనా ప్రారంభ ప్రయోగం కోసం, పరికరం క్రియాశీల ప్రాంతంలో ఉన్నప్పుడు బేస్ ద్వారా ఉద్గారిణి ద్వారా వోల్టేజ్ 0.7 వి అని వినియోగదారు త్వరగా నిర్వచించవచ్చు - ఇది చాలా మా రాబోయే వ్యాసాలలో చర్చించబడే మా అన్ని డిసి విశ్లేషణలకు కీలకమైన బాటమ్ లైన్ ..

ప్రాక్టికల్ ఉదాహరణను పరిష్కరించడం (3.1)

పై విభాగాలలో బేస్ కరెంట్ I మధ్య సంబంధం గురించి సాధారణ-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్ ఏమిటో తెలుసుకున్నాము సి మరియు ఉద్గారిణి ప్రస్తుత I. IS సెక్షన్ 3.4 లోని BJT యొక్క. ఈ వ్యాసానికి సూచనగా, కామన్-బేస్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ క్రింద అంజీర్ 3.12 లో సూచించినట్లుగా, బిజెటి కరెంట్‌ను విస్తరించడానికి అనుమతించే కాన్ఫిగరేషన్‌ను ఇప్పుడు మనం రూపొందించవచ్చు.

కానీ దీనిని పరిశోధించే ముందు, ఆల్ఫా (α) అంటే ఏమిటో తెలుసుకోవడం మాకు చాలా ముఖ్యం.

ఆల్ఫా (ఎ)

మెజారిటీ క్యారియర్‌ల ప్రభావం కారణంగా, ప్రస్తుత I., dc మోడ్‌లోని సాధారణ-బేస్ BJT కాన్ఫిగరేషన్‌లో సి మరియు నేను IS పరిమాణ ఆల్ఫా ద్వారా వ్యక్తీకరించబడిన సంబంధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది మరియు ఇలా సమర్పించారు:

a dc = నేను సి / నేను IS -------------------- (3.5)

నేను ఎక్కడ సి మరియు నేను IS వద్ద ప్రస్తుత స్థాయిలు ఆపరేషన్ పాయింట్ . పైన పేర్కొన్న లక్షణం α = 1 అని గుర్తించినప్పటికీ, నిజమైన పరికరాలు మరియు ప్రయోగాలలో ఈ పరిమాణం 0.9 నుండి 0.99 వరకు ఎక్కడైనా ఉంటుంది, మరియు చాలా సందర్భాలలో ఇది పరిధి యొక్క గరిష్ట విలువ వైపుకు చేరుకుంటుంది.

ఇక్కడ ఆల్ఫా మెజారిటీ క్యారియర్‌ల కోసం ప్రత్యేకంగా నిర్వచించబడినందున, ది Eq 3.2 మేము నేర్చుకున్నది మునుపటి అధ్యాయాలు ఇప్పుడు ఇలా వ్రాయవచ్చు:

గురించి ప్రస్తావిస్తూ గ్రాఫ్‌లోని లక్షణం అంజీర్ 3.8 , నేను ఎప్పుడైతే IS = 0 mA, I. సి విలువ పర్యవసానంగా = I అవుతుంది CBO.

అయితే, మా మునుపటి చర్చల నుండి మనకు తెలుసు CBO ఇది చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు అందువల్ల ఇది 3.8 యొక్క గ్రాఫ్‌లో దాదాపుగా గుర్తించబడదు.

అర్థం, నేను ఎప్పుడు IS పైన పేర్కొన్న గ్రాఫ్‌లో = 0 mA, I. సి V కోసం 0 mA గా కూడా మారుతుంది సిబి విలువల పరిధి.

మేము ఒక ఎసి సిగ్నల్‌ను పరిగణించినప్పుడు, దీనిలో ఆపరేషన్ పాయింట్ లక్షణ వక్రరేఖపై ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు, ఒక ఎసి ఆల్ఫాను ఇలా వ్రాయవచ్చు:

ఎసి ఆల్ఫాకు కొన్ని అధికారిక పేర్లు ఉన్నాయి: కామన్-బేస్, యాంప్లిఫికేషన్ ఫ్యాక్టర్, షార్ట్-సర్క్యూట్. BJT లకు సమానమైన సర్క్యూట్లను అంచనా వేసేటప్పుడు ఈ పేర్లకు కారణాలు రాబోయే అధ్యాయాలలో మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి.

ఈ సమయంలో, పైన పేర్కొన్న Eq 3.7, కలెక్టర్ కరెంట్‌లో సాపేక్షంగా తేలికపాటి వైవిధ్యం I లోని ఫలిత మార్పు ద్వారా విభజించబడిందని నిర్ధారిస్తుంది. IS , కలెక్టర్-టు-బేస్ స్థిరమైన పరిమాణంలో ఉంటుంది.

మెజారిటీ పరిస్థితులలో, యొక్క పరిమాణం a మరియు మరియు a dc ఒకదానికొకటి మాగ్నిట్యూడ్ల మార్పిడిని అనుమతించడం దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది.

కామన్-బేస్ యాంప్లిఫైయర్

సాధారణ-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క ప్రాథమిక వోల్టేజ్ విస్తరణ చర్య.

పైన పేర్కొన్న చిత్రంలో డిసి బయాసింగ్ చూపబడదు ఎందుకంటే మా అసలు ఉద్దేశ్యం AC ప్రతిస్పందనను మాత్రమే విశ్లేషించడం.

సంబంధించి మా మునుపటి పోస్ట్‌లలో నేర్చుకున్నట్లు సాధారణ-బేస్ కాన్ఫిగరేషన్ , అంజీర్ 3.7 లో సూచించిన ఇన్పుట్ ఎసి రెసిస్టెన్స్ చాలా తక్కువగా కనిపిస్తుంది మరియు సాధారణంగా 10 మరియు 100 ఓంల పరిధిలో మారుతూ ఉంటుంది. అదే అధ్యాయంలో మేము అంజీర్ 3.8 లో కూడా చూశాము, ఒక సాధారణ-బేస్ నెట్‌వర్క్‌లోని అవుట్పుట్ నిరోధకత గణనీయంగా ఎక్కువగా కనిపిస్తుంది, ఇది సాధారణంగా 50 k నుండి 1 M Ohm పరిధిలో మారవచ్చు.

ప్రతిఘటన విలువలలో ఈ తేడాలు ప్రాథమికంగా ఇన్పుట్ వైపు (బేస్ నుండి ఉద్గారిణి మధ్య) కనిపించే ఫార్వర్డ్-బయాస్డ్ జంక్షన్ మరియు బేస్ మరియు కలెక్టర్ మధ్య అవుట్పుట్ వైపు కనిపించే రివర్స్ బయాస్డ్ జంక్షన్ కారణంగా ఉంటుంది.

ఇన్పుట్ నిరోధకత కోసం 20 ఓంలు (పై చిత్రంలో ఇచ్చినట్లు) మరియు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కోసం 200mV యొక్క సాధారణ విలువను వర్తింపజేయడం ద్వారా, మేము వీటిని అంచనా వేయవచ్చు విస్తరణ స్థాయి లేదా కింది పరిష్కార ఉదాహరణ ద్వారా అవుట్పుట్ వైపు పరిధి:

ఈ విధంగా, కింది సమీకరణాన్ని పరిష్కరించడం ద్వారా అవుట్పుట్ వద్ద వోల్టేజ్ యాంప్లిఫికేషన్ కనుగొనవచ్చు:

ఏదైనా సాధారణ-బేస్ BJT సర్క్యూట్‌కు ఇది ఒక సాధారణ వోల్టేజ్ యాంప్లిఫికేషన్ విలువ, ఇది 50 మరియు 300 మధ్య మారవచ్చు. అటువంటి నెట్‌వర్క్ కోసం, ప్రస్తుత యాంప్లిఫికేషన్ IC / IE ఎల్లప్పుడూ 1 కన్నా తక్కువగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే IC = alphaIE, మరియు ఆల్ఫా ఎల్లప్పుడూ 1.