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NPN - Transistor - Bias - Rechner
BJT - Transistor als Schalter, Sättigungsrechner
Die folgenden Rechner berechnen alle Bias - Werte der Transistorschaltung, wenn die Versorgungsspannung, die Basisspannung und alle Widerstandswerte gegeben sind. Die Transistorparameter Beta und Vd können gemessen oder aus einem Datenblatt entnommen werden. Wenn sie unbekannt sind, können die Standardwerte unten verwendet werden, da die Schaltung normalerweise ziemlich unempfindlich gegenüber diesen Werten ist.
Dieser Rechner bestimmt auch, ob der Transistor in Sättigung oder Abschaltung ist, die Frequenzantwort sowie die internen resistiven und kapazitiven Parameter für beide die CE (gemeinsamer Emitter) und CC (gemeinsamer Kollektor, auch als Emitterfolger bekannt) Konfigurationen.
Transistor mit Spannungsteiler polarisiert
Transistor mit Reihenwiderstand polarisiert
Die Gleichspannungspolarisierung eines Transistors ist eine der häufigsten Aufgaben der Elektrotechnik. Transistoren benötigen bestimmte Gleichspannungswerte, um richtig zu funktionieren. Diese Gleichspannungen werden auch als Bias - Punkt bezeichnet. Alle Wechselspannungssignale, die in eine Transistorschaltung eingespeist werden, überlagern sich auf diesen Gleichspannungssignalen. Aufgrund des Prinzips der Linearität werden der Gleichspannungs - Bias - Punkt und die Wechselspannungssignale unabhängig voneinander entworfen. Eine andere Möglichkeit, die Polarisation zu betrachten, besteht darin, die Gleichspannungswerte an den verschiedenen Knoten innerhalb der Schaltung zu messen.
Je nachdem, wie der Transistor polarisiert ist, kann er als Schalter, Verstärker oder Puffer fungieren. Wenn der Transistor als Schalter polarisiert ist, wird der Widerstand RE auf null Ohm eingestellt (aus der Schaltung kurzgeschlossen), und die Basisspannung wird auf ein Niveau eingestellt, das den Transistor sättigt (voll einschaltet).
Bei Verstärkern wird das Eingangssignal normalerweise über einen Kondensator AC - gekoppelt an den Polierwiderstand.
Die Gemeinsamer - Emitter - Konfiguration (Klasse - A - Verstärker) ist der häufigste Typ von Transistorverstärker. Das Eingangssignal wird über einen Kopplungskondensator an die Basis eingespeist, und die Ausgabe wird am Kollektor des Transistors genommen. Das Ausgangssignal ist eine vergrößerte und invertiert Version des Eingangssignals. Typischerweise kann das Ausgangssignal nicht den gesamten Bereich abdecken, da der Kollektorstrom zu hoch wird und der Transistor sättigt, wenn das Signal sich Richtung Erde bewegt. Typischerweise wird der Basis - Bias - Punkt auf etwa 1/3 der Kollektorspannung eingestellt. Der Emitterwiderstand wird normalerweise mit einem großen Kondensator umgeleitet, so dass er für Wechselspannungssignale wie ein Kurzschluss wirkt, andernfalls reduziert er die Verstärkung des Wechselspannungssignals.
Der Emitterfolger ist eine Pufferschaltung, die eine Verstärkung nahe 1 liefert. Er wird verwendet, da er einen hohen Eingangswiderstand hat und eine gute Antriebskraft liefern kann.
Sie können auch die Frequenzinformationen für den Transistor und seinen nominalen Frequenzbetriebspunkt eingeben, und der Rechner wird die frequenzabhängigen Parameter und den ersten Pol berechnen, der die Bandbreite des Verstärkers begrenzt.
Gleichungen
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;
Wenn Vc<Ve, ist der Transistor gesättigt.
wenn Vin< Vb, ist der Transistor im Abschaltungsmodus.
gm = Ic/25mA
rπ= Beta/gm
fT= gm/(2π*(CBE+CBC))
Für den Gemeinsamen Kollektor:
RO= RE || [re+(RB||RS)/(Beta + 1)]
Rin= R1||R2||(rπ+(Beta + 1)*RE2)
Für den Gemeinsamen Emitter:
Ro= ~Rc;
Rin= R1||R2||(rπ+(Beta + 1)*RE2)
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