the art of electronics + learning the art of electronics 2章 Bipolar transistor
2.1 introduction
トランジスタは最も大事なactive component
入力の信号をより電力を持った形で出力する ただし電力は追加のソースから来る
トランジスタをよく理解することはICだけで回路を作るとしても、ICの入力と出力の特性の理解は、ICを回路の他の部分につなぐ時に必要。また、トランジスタ自体が、そういった回路のinterfacingに活躍。あと適切なICがなかったら作るしか無い。
トランジスタの理解は楽しい
BJTをやる
この本はhパラメータとトランジスタの等価回路をつかってBJTを取り扱わない
2.1.1 first transistor model: current amplifier
bipolar transistorは3端子
Bに小さな電流が流れた時にCとEにもっと大きな電流流れる
npnとpnpがある
npnの特性がある時、pnpでは全て極性が逆になっている
ルール１ polarity CはEよりずっとpositive
ルール２ junctions B-EとB-C間はダイオードのように振る舞う。Bに流れる電流はCとEの間に流れている電流をコントロールする。普通 B-Eは順電圧 B-Cは逆電圧
ルール３ maximum rating Ic Ib Vce Vbeに定格がある 消費される電力IcVceにも定格がある 温度にも気をつける
ルール４ current amplifier ルール１−３に従っている時 Ic = hfe Ib Ib = β Ib
βはカレントゲイン
ルール４ががトランジスタの有用性。
大切な警告：βは、良いトランジスタのパラーメータではない。かなり敏感に変化する。Ic Vce 温度によって。βの特定の値に頼る回路は良い回路ではない
ダイオードだと解釈したとして、電圧降下が0.6-0.8Vぐらいなので、電流が大量に流れたりするのでルール２を守るVb = Ve + 0.6 (Vb = Ve+Vbe)
Ic は Vcの変化に対して鈍感
2.2 Some basic transistor circuits
2.2.1 transistor switch
トランジスタのスイッチングはCE間に電流が流れているか流れていないか（エミッタフォロワ） saturation or OFF
気温が下がると抵抗値は下がる
ベース電流をいっぱい流すことは図2.5のlampの抵抗値が下がった時に駄目になったりするから重要
ベースからGNDに十分大きい抵抗（ONの時にそっちに電流があんまり流れないような値の抵抗）をつなぐとmake sure the base is at ground with the switch open
C.Pulse generator 1
exercise2.2
R3での電圧降下 ＋ Q2のVce ＝ ５ になっている
R３での電圧降下が４．４Vになるまでの時間、パルスはONになってそう
Vceが0.6以上になるまでQ2のベースに電流は流れないと考える。
R3とCが直列につながっていて５Vの定電圧源につながっているとしてその回路に流れる電流は、RC直列回路の電流の式で計算すると
なので７６μ秒ぐらいになると思われる？
https://electronics.stackexchange.com/questions/255469/pulse-generator-i-art-of-electronics
コンデンサにかかっている電圧は急に変化しない
シュミットトリガー
入力が０Vの時 ①
入力が５Vの時 ②
①ー＞②
ONの時Vbeが0.6V必要だが、R9にかかっている電圧のせいで
Q4の電位は0.8V必要
②ー＞①
ONの時Vbeが0.6V必要だが、R9にかかっている電圧のせいで
Q4の電位は0.7V必要
ヒステリシス性
詳しい人の解説
「シュミットトリガ回路」の解説(1) - しなぷすのハード製作記 (synapse.kyoto)
エミッタフォロワ
・Zin＜＜Zout
・電圧ゲイン１ 電圧ゲインない
・stiff?
・インピーダンスが変化する場合に有用
・電流ゲインある
・パワーゲインある
エミッタフォロワの入力抵抗と入力インピーダンス
ΔIe
ΔIb
ΔVb
ΔVe
入力抵抗 ＝ ΔVb/ΔIb
Vbの変化とVeの変化は同じ
rin = (β+1)R
Such a "small-signal" analysis is used when hte variations represent a possible signal ??
Zin = (β+1)Zload
出力インピーダンス
？
bias
バイアスをかけて動作点をずらす
R1R2/(R1+R2)<<βRe
になるようにする。
ー＞分圧の部分に流れる電流＞ベースに流れる電流 になるように
Emitter follower design example ???
Vcc=15
入力の信号が２０～２０ｋHｚ
（Veの電圧の変化が0~15Vの範囲に収まるように動作点を設定したときに、
電圧が動作点の時にエミッタに流れている電流が１ｍAにする？）
Vcc
STEP1 Veを選ぶ。１５＊０．５＝７．５V
STEP2 Reを選ぶ。７．５Vの時に１ｍAよって７．５ｋΩ
STEP3 R1とR2を選ぶ Veは7.5+0.6V.１５Vが分圧されたときにＲ２にかかっている電圧が８．１Ｖになるように選ぶ。さらに、Ｒ１とＲ２を並列に見た時の合成抵抗がＲｅよりも
common emitter amp
gain = vout / vin = -Rc / Re
ebers moll model
トランジスタのルールのルール４を修整する
ルール１ polarity CはEよりずっとpositive
ルール２ junctions B-EとB-C間はダイオードのように振る舞う。Bに流れる電流はCとEの間に流れている電流をコントロールする。普通 B-Eは順電圧 B-Cは逆電圧
ルール３ maximum rating Ic Ib Vce Vbeに定格がある 消費される電力IcVceにも定格がある 温度にも気をつける
ルール４ current amplifier ルール１−３に従っている時 Ic = hfe Ib Ib = β Ib
newルール４ ルール１ー３に従っているとき
室温ではkt/q = 25.3mV
qは電荷量
kはボルツマン定数
Tは絶対温度
Is(t)は飽和時の電流??
A.steepness of the diode curve
Icが１０倍になると、V_BEはどのくらい増えるか？
ー＞５８．２ｍV
base-emitter間の電圧は、コレクタ電流が１０倍になると、約６０ｍV増える
B.small signal impedance looking int the emitter, re for the base held at a fixed voltage
C.The Tempetature Dependency OF VBE
Is（T）の温度による変化は非常に強力
V＿BE(at constant I_C)は -2.1mV/℃
I_C(at constant V_BE)は9％/℃上昇
D.Early Effect
V＿BEはV＿CEの変化によってわずかに変化する
エミッタ接地の時に、エミッタに抵抗を入れるべき理由
