Modelul Early - Tranzistorul

Modelul Early

Tranzistorul este utilizat pentru prelucrarea semnalelor variabile.

Semnalele variabile se aplica in serie cu tensiunile de polarizare - ca urmare, se vor modifica curentii, deci si tensiunile pe rezistenta de sarcina.

In cazul general, semnalul variabil se suprapune peste regimul de curent continuu.

Tranzistorul - element neliniar - adica relatiile dintre tensiuni si curenti sunt neliniare. Liniarizarea se poate face in conditii de semnal mic.

Definitie: factor de amplificare in curent:

- pentru conexiunea BC:

- pentru conexiunea EC:

- pentru conexiunea CC:

Conexiunea BC

Relatii:

rezulta, prin derivare:

Deoarece: , deci:

Deoarece in RAN depinde putin de , rezulta: .

Dependenta de PSF:

variatia lui cu curentul de colector (emitor) determinata de:

- generarea de purtatori electroni-goluri din zona de trecere ();

- efecte la nivel mare de injectie ().

Conexiunea EC

Relatii:

Factor de amplificare in regim variabil in conexiunea EC: .

Variatia lui cu curentul de emitor (colector) este mult mai puternica decat in cazul conexiunii BC.

Conexiunea CC: nu prezinta elemente importante din punct de vedere al regimului static de functionare; referirile se fac la conexiunea EC.

Modelul Early:

Conditii: semnale variabile mici;

regim stationar.

a)   circuitul de intrare

Se diferentiaza in jurul unui PSF,

Se deseneaza sub forma unui circuit electric:

Observatii:

- : rezistenta naturala a emitorului:

(pentru RAN: )

Rezulta:

(valoare mica)

- K coeficientul de modulatie a grosimii bazei

(reprezinta influenta iesirii asupra intrarii prin intermediul grosimii efective a bazei - reactia interna in tranzistor).

Valori tipice pentru K: .

b)   circuitul de iesire

Relatia:

Se diferentiaza:

Se poate scrie sub forma:

Se deseneaza sub forma unui circuit electric:

Observatii:

- factor de amplificare in curent in conexiunea BC

- conductanta naturala a emitorului - dependenta de PSF:

Se obtin valori mici pentru conductanta naturala a emitorului - - ceea ce confera TBIP caracterul de generator de curent si in regim dinamic.

Pentru semnale rapid variabile, intervin elementele capacitive:

Se adauga si rezistenta distribuita a bazei, :

Pentru circuitul Early elementele de circuit depind si de frecventa, ceea face dificila utilizarea lui.

Capacitatile tranzistorului

La jonctiunea emitor-baza - polarizata direct - capacitatea de difuzie este mai importanta decat capacitatea de bariera; la jonctiunea colector baza - polarizata direct - conteaza ambele componente, mai importanta fiind, totusi, capacitatea de bariera.

Capacitatile de bariera - ca la jonctiunea PN:

Capacitatea de difuzie este determinata de variatia sarcinii purtatorilor mobili de sarcina din baza la variatii ale tensiunii emitor baza respectiv colector-baza.

- conditii la limita de tip Shockley:

Cantitatea totala de sarcina:

Capacitatea de difuzie la jonctiunea emitor-baza:

Capacitatea de difuzie la jonctiunea colector-baza: