Overzicht vierde college SVR Transistoren vervolg Herhaling de

Overzicht vierde college SVR “Transistoren (vervolg)” • Herhaling – de p-n overgang (diodes) – de p-n-p of n-p-n overgang (transistoren) • Transistoren (vervolg): – bipolaire versus veldeffect transistoren – enkele schakelingen met transistoren • Van transistor naar Operationele versterker (Op. Amp) – Ook versterking van DC signaal – Karakteristiek van ideale Op. Amp

Ladingsverdeling in p-n overgang (diode) p-type • • (verarmingslaag) n-type Voor Uext = 0 is er stroombalans (bij Uint Egap/q) : – generatiestroom -Is : creatie van e+h paren in verarmingslaag – diffusiestroom Is eq. V/k. T : meerderheidsladingsdragers die “tegen de potentiaalberg op klimmen” Voor Uext > 0 wordt de barrière kleiner (en diffusiestroom groter)

Ladingstransport in detail

Karakteristieken van bipolaire transistor 1. Spanningsgestuurde stroombron 2. Stroomversterkingsfactor UBE 0. 6 V 20 - 1000 Regtien-10. 2

Transistoren (een kort overzicht) • Nulde-orde aanpak: 1. Transistor open bij vast voltage VBE 0. 6 V 2. Basis trekt vrijwel geen stroom ( » 1) • Eerste-orde aanpak: 1. VBE verandert toch een beetje (eindige steilheid s = 1/Rdiff ) 2. Eindige “stroomversterking ” • Toepassingen van transistoren – Voltage-stroom omzetter (Regtien § 10. 2. 1) – Voltage versterker (Regtien § 10. 2. 2 en 10. 2. 3) – Emitter volger = buffer versterker (Regtien § 10. 2. 4)

Vervangingsschema transistor • Gebruik als spannings-stroom omzetter Vraag: Wat is de relatie tussen IC en Ui ? Regtien-10. 5 & 10. 6

Transistor als spanningsversterker • Instelling werkpunt is heel belangrijk !! • Differentiële versterking rond werkpunt Regtien-10. 7 & 10. 10

Transistor als spanningsversterker • Instelling werkpunt is heel belangrijk !! • Differentiële versterking rond werkpunt UB(t) = UB, 0 + ui sin( t) UC(t) = UC, 0 + uo sin( t+ ) A = uo/ui Regtien 10. 10

Vervangingsschema AC spanningsversterker • Spanningsversterker met – instelling basisspanning – capacitieve koppeling van ingang en uitgang Regtien-10. 11

Vergroting van hoogfrequente versterking Extra condensator ! Regtien-10. 12

Emittervolger (als bufferversterker) Vb. RE = 10 k , Iwerk = 1. 0 m. A, = 200 => Rin = RE/ = 2 M Rout = re = 25 Regtien-10. 13

Veldeffecttransistor (Junction FET)

Veldeffecttransistor (JFET & MOSFET) MOS = Metal-Oxide- Semiconductor Regtien-11. 3 & 11. 5

Karakteristieken van JFET werkgebied JFET • Drie regiems: Weerstand, Verkleining kanaal, Pinch-off • Pinch-off gebied (gebied 3 in Fig. 11. 2 c) • steilheid s [m. A/V] = 1/Rdiff Regtien-11. 2

Vervangingsschema FET • Pinch-off gebied • FET heeft hoogohmige gate ingang ( > 10 G ) (enkel lekstroom gate condensator) • Steilheid FET s. FET = 1/Rdiff < sbipolar (Steilheid bipolair) Regtien-11. 4

Schakeling met FETs Spannings-stroomomzetter Spanningsversterker Regtien-11. 6 & 11. 7

Verschilversterker symmetrische schakeling om driftproblemen te vermijden (d. UBE/d. T 2 m. V/K) stroombron Regtien-10. 14

Samenvatting SVR 4 • Halfgeleiders, doping, en het belang van de p-n overgang • Bipolaire transistoren uit p-n-p en n-p-n schakelingen • Schakelingen met transistoren – Spanningsstroomomzetters – Spanningsversterkers, … • Types transistoren: bipolair, JFET, MOSFET • ZELFSTUDIE: – Regtien Hoofdstukken 9, 10, 11