หน่วยที่ 4 วงจรไบอัสทรานซิสเตอร์ จุดประสงค์ทั่วไป 1. ค านวณหาค่ากระแสและแรงดันของคอมมอนอิมิตเตอร์ 2. ค านวณหาค่ากระแสและแรงดันของ คอมมอนคอลเลคเตอร์ 3. ค านวณหาค่ากระแสและแรงดันของ คอมมอนเบส สมรรถนะการเรียนรู้ 1. ค านวณหาค่ากระแสและแรงดันของวงจรไบอัสคอมมอนอิมิตเตอร์ 2. ค านวณหาค่ากระแสและแรงดันของวงจรไบอัสคอมมอน คอลเลคเตอร์ 3. ค านวณหาค่ากระแสและแรงดันของวงจรไบอัสคอมมอนเบส
ทบทวนการจัดไบอัส หน่วยที่ 4 วงจรไบอัสทรานซิสเตอร์ + + + + B C E C B E รอยต่อระหว่างขา B – E จะต้องถูกไบอัสตรง(Forward bias) ที่รอยต่อระหว่างขา B – C จะต้องถูกไบอัสกลับ(Reverse bias) จัดวงจรในย่าน Active หรือ linear region (ย่านวงจรขยาย)
การจัดไบอัสแบ่งได้เป็น 3 แบบ 1. คอมมอนอิมิตเตอร์(Common Emitter) 2. คอมมอนคอลเล็กเตอร์(Common collecter) 3. คอมมอนเบส (Common Base) หน่วยที่ 4 วงจรไบอัสทรานซิสเตอร์
การจัดไบอัสแบ่งได้เป็น 2 ประเภท 1.ไบอัสแบบคงที่ (Fixed bias) 2.ไบอัสแบบด้วยตนเอง (Self bias) หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนอีมิตเตอร์(Common Emitter) การไบอัสทรานซิสเตอร์
วงจรไบอัสแบบคงที่ (Fixed bias) Vo Vi -Vcc RB RC VBE VCE IB IC + + - - Vo Vi Vcc RB RC VBE VCE IB IC + + - - หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนอีมิตเตอร์(Common Emitter) การไบอัสทรานซิสเตอร์ NPN PNP
วงจรไบอัสแบบคงที่ (Fixed bias) หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนอีมิตเตอร์(Common Emitter) การไบอัสทรานซิสเตอร์ Vcc RB VBE IB + - + -พิจารณาทางอินพุท VCC = IB ·RB + VBE B CC BE B R V V I − = + V - CC VBE IB RBเขียนเป็นวงจรไฟฟ้า
วงจรไบอัสแบบคงที่ (Fixed bias) หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนอีมิตเตอร์(Common Emitter) การไบอัสทรานซิสเตอร์ RC VCE IC + - VCC + - VCC = IC ·RC + VCE VCE = VCC - I C ·RC I C = ·I B = hFE·I B + V - CC VCE IC RCเขียนเป็นวงจรไฟฟ้า พิจารณาทางเอาท์พุต
Vi Vo 20V RB RC VCE IB IC + - 2K 430K = B CC BE R V − V 430KΩ 20V − 0.7 I B = = I B = 44.88 µA I C = ·I B = 100 x 4.488 µA I C = 4.488 mA หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนอีมิตเตอร์(Common Emitter) การไบอัสทรานซิสเตอร์ VCE = VCC - I C ·RC = 20V - 4.488 mA × 2k VCE = 11.024V
หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนอีมิตเตอร์(Common Emitter) การไบอัสทรานซิสเตอร์ ตัวอย่าง จงค านวณหาค่า RC และ RB ของวงจรฟิกซ์ไบอัส โดยใช้ซิลิกอนทรานซิสเตอร์มี ค่า hFE = 50 VCC = 15 V และจุดท างานดีซีที่ VCE = 8V, IC = 2mA วิธีท า VCC = IC · RC + VCE RC = C CC CE I V − V = 15V − 8V 2mA RC = 3.5 k
= = 2 50 = VCC − VBE IB = 15V−0.7V 40μA VCC = IB · RB + VBE RB = 357.5 k หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนอีมิตเตอร์(Common Emitter) การไบอัสทรานซิสเตอร์ IB = 40 A
Vo Vi Vcc RB RC VBE VCE IB IC + + - - RE IE CE + + - - VB VB = VBE + VE VBE = VB - VE หน่วยที่ 4 คอมมอน วงจรไบอัสแบบด้วยตนเอง (Self bias) การไบอัสทรานซิสเตอร์วงจรอีมิตเตอร์ไบอัส(Emitter Bias)
+ - VCC VBE IB RB IE RE + + - - VCC = I B ·R B + VBE + I E ·R E I E = IC + I B = ·I B + I B = I B (1+) IB = VCC − VBE RB + (1 + β)RE เขียนเป็นวงจรไฟฟ้า Vcc RB VBE IB + + - - RE IE + - หน่วยที่ 4 คอมมอน วงจรไบอัสแบบด้วยตนเอง (Self bias) การไบอัสทรานซิสเตอร์ส่วนอินพุต
+ - VCC VCE IC RC RE IE + + - - VCC = IC ·RC + VCE + IE ·RE I E I C VCE = VCC - I C (RC + RE ) I C = ·I B ส่วนเอาท์พุต Vcc RC VCE IC + + - - RE IE + -เขียนเป็นวงจรไฟฟ้า หน่วยที่ 4 คอมมอน วงจรไบอัสแบบด้วยตนเอง (Self bias) การไบอัสทรานซิสเตอร์
Vi Vo 20V RB RC VCE IB IC + - RE IE 2K 430K 1K 40uF = B E CC BE R (1 β)R V V + + − 430KΩ (1 100)1KΩ 20V 0.7 + + − I B = = I B = 36.35 uA I C = ·I B = 100 x 36.35uA = 3.635 mA VCE = VCC - I C · (RC + RE ) = 20V - 3.635 mA ×(2k + 1k ) VCE = 9.1V หน่วยที่ 4 คอมมอน วงจรไบอัสแบบด้วยตนเอง (Self bias) การไบอัสทรานซิสเตอร์
พิจารณาทางเอาท์พุต VCC = IC ·RC + VCE + I E ·R E VCE = VCC - I C · (RC + R E ) Vo Vi VCC RB1 RC VBE VCE IB IC + + - - RE RB2 I1 I2 VB CE B1 B2 B2 CC R R R V + E E R V VB = I E = VB = VBE + VE VE = VB - VBE หน่วยที่ 4 คอมมอน วงจรไบอัสแบบโวลเตจดิไวเดอร์ การไบอัสทรานซิสเตอร์ สิ่งที่ส าคัญคือค่าแรงดัน VB
Vo Vi 22V RB1 RC VBE VCE IB IC + + - - RE RB2 I1 I2 VB 3.9K 39K 10K = 1.5K 50uF B2 B2 R R R V B1 CC + = 3.9KΩ×22V 3.9KΩ+39KΩ VB = VB = 2 V VE = VB - VBE = 2 V - 0.7V VE = 1.3 V หน่วยที่ 4 คอมมอน วงจรไบอัสแบบโวลเตจดิไวเดอร์ การไบอัสทรานซิสเตอร์
IE = 1.3 1.5Ω IE = 0.867mA VCE = VCC - I C · (RC + RE ) = 22V - 0.867mA ×(10k + 1.5k) VCE = 12.03 V หน่วยที่ 4 คอมมอน วงจรไบอัสแบบโวลเตจดิไวเดอร์ การไบอัสทรานซิสเตอร์
Vi VCC RB VBE VCE IB IE + + - - RE VO + + - - IC หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนคอลเลกเตอร์(Common Collector) การไบอัสทรานซิสเตอร์
+ - VCC VBE IB RB IE RE + + - - IB = VCC−VBE RB+(1+β)RE VCC = I B ·R B + VBE + I E ·R E I E = I B (1+) VCC = I B ·R B + VBE + I B (1+) ·R E Vcc RB VBE IB + + - - RE IE + - เขียนเป็นวงจรไฟฟ้า หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนคอลเลกเตอร์(Common Collector) การไบอัสทรานซิสเตอร์
I E I C I C = ·I B VCC = VCE + IC ·RE VCE = VCC - I C · RE Vcc VCE IC + + - - RE IE + - VCC VCE IC RE IE + - เขียนเป็นวงจรไฟฟ้า หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนคอลเลกเตอร์(Common Collector) การไบอัสทรานซิสเตอร์
Vi 20V RB VBE VCE IB IE + + - - VO + + - 240K = IC - 2K IB = VCC −VBE RB+(1+β)RE = 20V−0.7V 240k+91×2k I B = 45.73 A I C = I B I C = 90 ×45.73 A I C = 4.12 mA หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนคอลเลกเตอร์(Common Collector) การไบอัสทรานซิสเตอร์ VCE = VCC - I C ·R E = 20v - 4.12 mA ×2k VCE = 11.76 V ตัวอย่าง ให้ค านวณหาค่ากระแสและแรงดันที่จุดท างานของวงจร
Vi VBE VCB VEE IC+ + - - RE IE VCC RC + Vo + - - หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนเบส(Common Base การไบอัสทรานซิสเตอร์
VB E VEE RE IE + - - + -VEB = IERE - VEE VEE = VBE + IERE IE = VEE − VBE RE พิจารณาทางอินพุต หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนเบส(Common Base การไบอัสทรานซิสเตอร์
พิจารณาทางเอาท์พุต VCB IC + - VCC RC + - หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนเบส(Common Base การไบอัสทรานซิสเตอร์VCC = IC · RC + VCB VCB = VCC - IC ·RC IC IE
Vi VBE VCB 4V IC + + - - IE 10V 1.2K 2.4K = + Vo + - - = 4V −0.7v 1.2kΩ VCB = VCC - I C ·RC = 10 V - 2.75mA×2.4k VCB = 3.4 V ตัวอย่าง ให้ค านวณหาค่ากระแสและแรงดันที่จุดท างานของวงจร หน่วยที่ 4 คอมมอน คอมมอนเบส(Common Base การไบอัสทรานซิสเตอร์IE = VEE − VBE RE I E = 2.75 mA