BJTトランジスタをスイッチとして使用する場合の飽和計算機

以下の計算機は\電源電圧\ベース電圧\およびすべての抵抗値が与えられると\トランジスタ回路のすべてのバイアス値を計算します.ベータ値とVdトランジスタパラメータは\測定するか\データシートから取得できます.不明な場合\デフォルト値を使用できます.この回路は通常\これらの値に対して非常に鈍感です.

この計算機はまた\トランジスタが飽和状態またはカットオフ状態にあるかどうか\周波数応答\CE(コモンエミッタ)およびCC(コモンコレクタ\エミッタフォロワーとしても知られる)構成の内部抵抗および容量パラメータを決定します.

電圧分割器でバイアスされたトランジスタ

直列抵抗でバイアスされたトランジスタ

ベースバイアスタイプ	直列抵抗 電圧分割器
RB(ベース抵抗)	(Kオーム)
VB(バイアス電圧)	(V)
R1	(Kオーム)
R2	(Kオーム)
RC(コレクタ抵抗)	(Kオーム)
RE1(エミッタ抵抗1)バイパス	(Kオーム)
RE2(エミッタ抵抗2)ゲイン制御	(Kオーム)
VP(電源電圧)	(V)
ベータ(DC電流増幅率)
VBE (ベース-エミッタ間電圧降下)	(V)
Rs(ソース抵抗)：	(オーム)
RL(負荷抵抗)	(オーム)
fT(電流増幅帯域幅積)：オプション	(MHz)
CCB(コレクタ-ベース間容量)：オプション	(pF)
CBE(ベース-エミッタ間容量)：オプション	(pF)
Vc(コレクタ電圧)	(V)
Ve(エミッタ電圧)	(V)
Vb(ベース電圧)	(V)
Ic(コレクタ電流)	(mA)
Ib(ベース電流)	(mA)
gm (トランスコンダクタンス)
rπ(低周波時のBJT入力抵抗)
	飽和
	カットオフ領域
CE(コモンエミッタ)構成パラメータ
A(増幅器電圧利得)
Rin	(オーム)
CMCE(ミラー容量)	(pF)
BWCE(帯域幅)	(MHz)
RO	オーム
CC(コモンコレクタ)構成パラメータ
A(増幅器電圧利得)
Rin	オーム
BWCC(帯域幅)	(MHz)
RO	オーム

トランジスタのDCバイアス設定は\電気工学で最も一般的なタスクの1つです.トランジスタは正しく機能するために特定のDCレベルを必要とします.これらのDCはバイアスポイントとしても知られています.トランジスタ回路に注入されるAC信号は\これらのDC信号の上に乗ります.線形性の原理により\DCバイアスポイントとAC信号は独立して設計されます.バイアスを別の方法で見ると\回路内のさまざまなノードでのDC値を測定することです.

トランジスタがどのようにバイアスされるかによって\スイッチ\増幅器\またはバッファとして機能します.トランジスタがスイッチとしてバイアスされる場合\抵抗R_Eはゼロオーム(回路から短絡)に設定され\ベース電圧はトランジスタを飽和させる(完全にオンにする)レベルに設定されます.

増幅器の場合\入力信号は通常\バイアス抵抗にコンデンサを介してAC結合されます.

コモンエミッタ構成(クラスA増幅器)は\最も一般的なタイプのトランジスタ増幅器です.入力信号は結合コンデンサを介してベースに注入され\出力はトランジスタのコレクタから取り出されます.出力信号は入力信号の増幅および反転バージョンです.出力信号は通常\全範囲をスイングできません.コレクタ電流が高くなりすぎるとトランジスタが飽和し\信号がグラウンドに向かってスイングするためです.通常\ベースバイアスポイントはコレクタ電圧の約1/3に設定されます.エミッタ抵抗は通常\大きなコンデンサでバイパスされるため\AC信号に対して短絡のように見えます.そうでない場合\AC信号の利得が減少します.

エミッタフォロワーは\利得がほぼ1のバッファ回路です.高い入力抵抗を提供し\良好な駆動を提供できるため\使用されます.

トランジスタの周波数情報とその公称周波数動作点を入力すると\計算機は周波数依存パラメータと増幅器の帯域幅を制限する最初の極を計算します.

式

Ib*Rb+Ib*ベータ*Re+Vbe = Vin

Ib= (Vin-Vbe)/(Rb+ベータ*Re);

Ic= ベータ*Ib;

Ve= Ic*Re;

Vb= Ve+Vbe;

Vc= VP - Ic*Re;

Vc<Veの場合\トランジスタは飽和しています.

Vin< Vbの場合\トランジスタはカットオフモードです.

g_m = Ic/25mA

r_π= ベータ/g_m

f_T= g_m/(2π*(C_BE+C_BC))

コモンコレクタの場合：

R_O= R_E || [r_e+(R_B||R_S)/(ベータ+1)]

Rin= R1||R2||(r_π+(ベータ+1)*RE2)

コモンエミッタの場合：

Ro= ~Rc;

Rin= R1||R2||(r_π+(ベータ+1)*RE2)