Circuite de polarizare
- 1. Punctul static de functionare
- Consideram tranzistorul bipolar de tip npn din fig.
1. Pentru un tranzistor aflat intr-un circuit electric, ne intereseaza sa
determinant curentul de colector al tranzistorului Ic si tensiunea Uce dintre
colector si emitor (respectiv Uec pentru pnp) in regim activ normal (RAN)
atunci cand se cunosc parametrii ßo si Ube (respectiv Ueb pentru pnp). Marimile
Ic si Uce formeaza coordonatele punctului static de functionare si se gasesc
pe caracteristica statica de iesire in conexiune EC a tranzistorului
la intersectia cu dreapta statica de sarcina.
-
- Pentru a calcula curentul de colector, vom scrie o ecuație KII între potentialele
VCC si masa, pe traseul care cuprinde baza si emitorul (fig. 3b):
de unde rezulta intensitatea curentului de colector
- Pentru a determina tensiunea colector emitor a tranzistorului, vom scrie o ecuație KII
între potentialele VCC si masa, pe traseul care cuprinde colectorul si emitorul:
- Pentru valori ale rezistentelor din circuit de Rb = 440K, respectiv Rc = 2K, si
pentru parametrii de tranzistor ß0 = 100 si Ube = 0,6 V , se obțin valorile Ic = 1mA si Uce = 3V.
- 2. Circuite de polarizare in curent
- Fie circuitul de polarizare in curent din fig. 3.a) :
-
- Punctul P de pe grafic reprezinta punctul static de functionare, fiind caracterizat
de coordonatele Uce si respectiv Ic. Deci, pentru determinarea PSF al unui tranzistor trebuie sa determinam curentul
de colector al acestuia si tensiunea dintre colector si emitor. In general, pentru determinarea punctului static de
functionare (PSF) al unui tranzistor, se scriu ecuatii Kirchhoff care, de regula, includ:
- baza si emitorul pentru determinarea curentului de baza si implicit eel de colector sau direct al curentului
de colector;
- colectorul si emitorul pentru a determina tensiunea dintre colector si emitor.
De cele rnai multe ori, tensiunea dintre colectorul si emitorul unui tranzistor
se determina dupa ce s-a reusit determinarea curentului care trece prin colectorul tranzistorului.
-
- Caracteristica statica de iesire a unui tranzistor in conexiunea
EC:
este prezentata in fig. 2. Zona nehasurata din cadranul I aflata intre zonele A, B, si C reprezinta domeniul
de functionare al regimului activ normal.
A - zona de blocare ;
B - zona de saturatie;
C - zona cu putere de
disipatie maxim admisibila;
- 4. Circuite de polarizare in curent cu reactie paralel in colector
- Circuitele de polarizare în curent cu reactie paralel în colector sunt de tipul celui din
fig. 5:
- Pentru a calcula curentul de colector, pe traseul
VCC-RC-RB-B-E-GND se poate scrie relatia KII:
- Inlocuind
si
rezulta :
- Pentru a determina tensiunea colector-emitor a
tranzistorului, pe traseul VCC-RC-C-E-GND se poate scrie relatia KII:
- Pentru valori ale rezistentelor din fig. 5, si pentru parametrii
de tranzistor de ß0 = 200 si Ube = 0,6, se obtin valorile Ic = 2mA si Uce = 4V.
-
- Pentru a determina tensiunea dintre colectorul si emitorul tranzistorului, vom scrie o
ecuație KII pe traseul de colector:
si deoarece
Ie aproximativ Ic, rezulta 
- Pentru valori ale rezistentelor specificate pe schema din fig. 4,
si pentru parametrii de tranzistor ß0 = 100 si Ube 0,6V, se obtin valorile Ic = 2mA si Uce = 3,6V.
-
- Circuitele de polarizare în curent cu reactie serie în
emitor sunt de tipul celui din fig. 4.
- Pentru a calcula curentul de colector, vom scrie o
ecuatie KII pe traseul care cuprinde baza si emitorul:
dar 
rezulta 
- 3. Circuite de polarizare in curent cu reactie serie in emitor
-
- Tensiunea Uce dintre colectorul si emitorul tranzistorului T, se determina normal,
scriind ecuatia KII în circuitul de colector al acestuia:
de unde rezulta : 
-
- b) Metoda Thevenin
- Circuitul din baza tranzistorului poate fi echivalat
Thevenin , rezultând un circuit echivalent format dintr-o sursă de tensiune
echivalentă Ve si o rezistentă echivalentă Re, după cum se vede în figura
de mai jos:
- Tensiunea echivalenta :
- Rezistenta echivalenta :
- Pentru a determina curentul de colector scriem ecuatia KII în circuitul de baza al
schemei de curent continuu echivalente:
- de unde :
- Tensiunea colector-emitor se determina scriind KII în circuitul de colector, exact ca la
metoda anterioară.
- Aceasta metoda este recomandata în special pentru cazul cand rezistentele din baza
sunt foarte mari.
-
- Tinand cont ca
setul de 5 ecuatii de mai sus devine:
- Eliminand I1 si I2 se obtine ecuatia:
de unde se obtine curentul de colector Ic = 2mA.
- 5. Circuite de polarizare in tensiune cu divizor rezistiv in baza
- Circuitele de polarizare în tensiune cu divizor
rezistiv în baza sunt de tipul celui din fig. 6. Pentru determinarea punctului
static de functionare a tranzistorului bipolar putem apela la mai multe
metode.
- a) Metoda Kirchhoff
- În nodul din baza tranzistorului si in circuitele din baza ale acestuia se pot scrie
urmatoarele ecuatii:
-
- c) Metoda divizorului de tensiune
- Pentru valori mici ale rezistentelor din baza,
comparabile cu cea din emitor, pentru care Re / ßo << Re se poate
folosi metoda divizorului de tensiune. In acest caz, curentii care trec
prin ramurile 1 si 2 au intensitati relativ mari fata de curentul de baza
al tranzistorului, de aceea curentul Ib poate fi neglijat si deci I1 aproximativ I2.
În consecinta, cele doua rezistente din baza acționeaza ca un divizor de
tensiune.
- Aceasta metoda mai este numita si metoda aproximatiei zero si
presupune a considera pentru inceput valoarea curentului în baza tranzistorului
Ib = 0. Cu alte cuvinte rezulta ca vom avea Ie = Ic si I1 = I2 = Idiv.
-
- Potențialul în baza tranzistorului va fi:
- Dar scriind KII în ochiul din baza, rezulta:
de unde : 
- Tensiunea dintre colector si emitor se determina
dupa ce s-a determinat curentul de colector, în mod
asemanator cu metodele anterioare. Se obtine:
- 6. Circuite de polarizare in tensiune cu dioda Zener
- În fig. 9 este prezentat un circuit
polarizat prin intermediul unei diode Zener aflata
in baza tranzistorului.
- Dioda Zener este polarizata invers s la
bornele ei este tensiunea Uz = 5,6V egala cu
potentialul din baza tranzistorului. Curentul prin
dioda este:
- Scriind ecuatia KII în circuitul de colector al tranzistorului va
rezulta tensiunea dintre colector si emitor:
- S-au considerat pentru tranzistor parametrii ßo = 200 si Ube = 0,6 V.
