STUDIUL+TRANZISTOARELOR+BIPOLARE+-+GRUPA4

HOME

STUDIUL TRANZISTOARELOR BIPOLARE - GRUPA 4
** PROIECT INTERDISCIPLINAR **

**TEMA PROIECTULUI:** **STUDIUL TRANZISTOARELOR BIPOLARE**

**COORDONATORI PROIECT AUTORI PROIECT** **Prof. RUSU CONSTANTIN ELEVI CL. a X – a E GRUPA** 4 **Prof. COSTINAŞI SIDOR** Catuna Paul Lacatus Dina Encian Tudor Rus Raluca Marica Ionela Horga Vlad

**Perioadă derulare proiect:** **//30 ianuarie – 25 martie 2012//** CUPRINS

1. SCOPUL PROIECTULUI 3 2. OBIECTIVE OPERAŢIONALE .. 3   3. TEMA PROIECTULUI 3 4. STRUCTURA PROIECTULUI 4 5. RESURSE ŞI CONDIŢII DE DESFĂŞURARE .. 5   6. ATRIBUŢII INDIVIDUALE ÎN CADRUL PROIECTULUI 5 7. ATRIBUŢII ÎN CADRUL GRUPEI 6 8. BIBLIOGRAFIE .. 6   9. CONŢINUTUL ŞTIINŢIFIC AL PROIECTULUI 7

**1. SCOPUL PROIECTULUI**

**//Proiectul//** – este o metodă complementară de evaluare, cu caracter aplicativ, întocmit pe baza unei anumite teme. Proiectul este o metodă activ participativă, un produs al imaginaţiei elevilor, care presupune transferul de cunoştinţe, capacităţi, deprinderi facilitând abordări interdisciplinare şi consolidarea abilităţilor sociale ale elevilor. **//Obiectivul principal//** al acestui proiect este //familiarizarea elevilor cu modul de realizare a unui proiect tehnic şi obţinerea unui produs final prin îmbinarea cunoştinţelor tehnice de electronică şi TIC cu deprinderile şi abilităţile practice dobândite la orele de laborator şi instruire practică de electronică şi TIC//. = 2. OBIECTIVE OPERAŢIONALE =

= 3. TEMA PROIECTULUI =
 * Să câştige încrederea în sine în forţele proprii.
 * Să-şi asume rolurile care îi revin în echipă.
 * Să colaboreze cu membrii echipei pentru îndeplinirea sarcinilor.
 * Să utilizeze cunoştinţele teoretice de electronică pentru realizarea sarcinilor care-i revin în cadrul proiectului.
 * Să utilizeze abilităţile şi deprinderile practice dobândite pentru realizarea sarcinilor care-i revin în cadrul proiectului.
 * Să utilizeze cunoştinţele de TIC pentru realizarea şi prezentarea în format electronic şi online al proiectului.
 * Să utilizeze cunoştinţele de electronică şi TIC pentru realizarea simulărilor cu ajutorul simulatoarelor Circuit Maker şi/sau Multisim.
 * Să-şi evalueze nivelul de pregătire teoretică precum şi deprinderile şi abilităţile practice în raport cu cerinţele proiectului.

**//STUDIUL TRANZISTOARELOR BIPOLARE//** – este tema care se va studia şi prezenta în cadrul proiectului. Proiectul vizează trei componente principale: = 4. STRUCTURA PROIECTULUI =
 * Prezentarea teoretică a tranzistoarelor bipolare.
 * Realizarea unor lucrări practice cu tranzistoare bipolare.
 * Realizarea şi prezentarea rezultatelor proiectului în Power Point, printabil şi online.

**A. COMPONENTA TEORETICĂ** **A1. GENERALITĂŢI PRIVIND TRANZISTOARELE BIPOLARE** A1.1. STRUCTURA ŞI SIMBOLURILE TRANZISTOARELOR BIPOLARE A1.2. FUNCŢIONAREA TRANZISTORULUI BIPOLAR A1.3. PARAMETRII ŞI CARACTERISTICILE ELECTRICE A1.4 CARACTERISTICA DE IEŞIRE ŞI REGIMURILE DE FUNCŢIONARE

**A2. FUNCŢIILE ŞI CONEXIUNILE TRANZISTOARELOR BIPOLARE** A2.1 FUNCŢIILE TRANZISTORULUI BIPOLAR A2.2 CONEXIUNEA EMITOR COMUN A2.3 CONEXIUNEA BAZĂ COMUNĂ A2.4 CONEXIUNEA COLECTOR COMUN

**A3. POLARIZAREA TRANZISTOARELOR BIPOLARE** A3.1 PUNCTUL STATIC DE FUNCŢIONARE. Caracteristici. Determinare. A3.2 POLARIZAREA CU DIVIZOR REZISTIV A3.3 POLARIZAREA CU DOUĂ SURSE DE TENSIUNE

**B. COMPONENTA PRACTICĂ** **B1. IDENTIFICAREA TERMINALELOR TRANZISTOARELE BIPOLARE** B1.1. FAMILII DE TRANZISTOARE BIPOLARE ŞI ÎNCAPSULAREA B1.2. IDENTIFICAREA TERMINALELOR CU MULTITESTERUL DIGITAL

**B2. DEPANAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE** B2.1. DEFECTE INTERNE ALE TRANZISTOARELOR BIPOLARE B2.2. DEFECTE ALE CIRCUITELOR DE POLARIZARE SPECIFICE TRANZISTOARELOR BIPOLARE

**C. COMPONENTA TIC** **C1. PREZENTAREA PROIECTULUI ÎN FORMAT ELECTRONIC** C1.1. EDITAREA PROIECTULUI ÎN WORD ŞI PRINTAREA ACESTUIA C1.2. PREZENTAREA PROIECTULUI ÎN POWER POINT **C2. PREZENTAREA PROIECTULUI ONLINE** Se publică proiectul pe platforma educaţională **//wikispaces//** la adresa: http//proiecte-electronica.wikispaces.com = 5. RESURSE ŞI CONDIŢII DE DESFĂŞURARE =

**A. RESURSE UMANE** **B. RESURSE MATERIALE**
 * **30 ELEVI - 5 GRUPE DE CÂTE 6 ELEVI**
 * **Prof. RUSU CONSTANTIN – coordonator teorie şi practică electronică**
 * **Prof. COSTINAŞI SIDOR – coordonator componenta TIC**
 * **Reţea de calculatoare cu acces la Internet**
 * **Soft simulator electronic Circuit Maker şi/sau Multisim**
 * **Tranzistoare bipolare şi alte componente electronice**
 * **Multitestere digitale, sursă de tensiune reglabilă, pistoale de lipit, plăcuţe de probă, conductoare, materiale de lipit**
 * **Aparat foto, CD-uri, CD-rom, imprimantă**
 * **Hârtie de scris format A4, dosare din plastic, consumabile**

**C. RESURSE DE TIMP** Proiectul se desfăşoară pe parcursul a 8 săptămâni în perioada: **30 ianuarie 2012 – 25 martie 2012** **D. CONDIŢII DE DESFĂŞURARE** În cadrul programului şcolar şi ca temă de studiu pentru acasă în afara programului şcolar. = 6. ATRIBUŢII INDIVIDUALE ÎN CADRUL PROIECTULUI =


 * **NC** ||  **ATRIBUŢIE**  ||  **NUMELE ŞI PRENUMELE**  ||
 * 1 || **REALIZARE ŞI EDITARE COMPONENTA A1** || Rus Raluca ||
 * 2 || **REALIZARE ŞI EDITARE COMPONENTA A1** || Marica Ionela ||
 * 3 || **REALIZARE ŞI EDITARE COMPONENTA A2** || Encian Tudor ||
 * 4 || **REALIZARE ŞI EDITARE COMPONENTA A3** || Lacatus Dina ||
 * 5 || **REALIZARE ŞI EDITARE COMPONENTA B1** || Catuna Paul ||
 * 6 || **REALIZARE ŞI EDITARE COMPONENTA B2** || Horga Vlad ||

= 7. ATRIBUŢII ÎN CADRUL GRUPEI =


 * **NC** ||  **ATRIBUŢIE**  ||  **NUMELE ŞI PRENUMELE**  ||
 * 1 || **REALIZARE PROIECTULUI ÎN WORD** || Rus Raluca ||
 * 2 || **REALIZARE PROIECTULUI ÎN WORD** || Marica Ionela ||
 * 3 || **REALIZARE PROIECTULUI ÎN POWER POINT** || Encian Tudor ||
 * 4 || **REALIZARE PROIECTULUI ÎN POWER POINT** || Lacatus Dina ||
 * 5 || **REALIZARE PROIECTULUI ÎN FORMAT WIKI** || Catuna Paul ||
 * 6 || **REALIZARE PROIECTULUI ÎN FORMAT WIKI** || Horga Vlad ||

= 8. BIBLIOGRAFIE =

= = = = = = = = = = = 9. CONŢINUTUL ŞTIINŢIFIC AL PROIECTULUI =
 * **Electronică analogică – Vol. I Autor. Prof. RUSU CONSTANTIN**
 * **Site-ul [|http][|://eprofu.ro/electronica]**
 * **Auxiliare şi materiale de învăţare de pe site-ul** **[]**
 * **Manual TIC clasa a X-a**

A1. GENERALITĂŢI PRIVIND TRANZISTOARELE BIPOLARE

A.1.1STRUCTURA ŞI SIMBOLUL TRANZISTORULUI BIPOLAR
Tranzistorul bipolar – este un dispozitiv electronic realizat din material semiconductor, format din trei regiuni (EMITOR, BAZĂ, COLECTOR) separate prin două joncţiuni pn. În funcţie de tipul regiunilor, tranzistoarele bipolare se împart în două categorii: **NPN** şi **PNP**



**a** **b**

**Figura A.1.1 Structura şi simbolul tranzistorului bipolar** **a** - tranzistor NPN ; **b** – tranzistor PNP

Regiunea bazei este mai subţire şi mai slab dopată în comparaţie cu regiunea emitorului(puternic dopată) şi cu regiunea colectorului( dopată moderat) Între două regiuni învecinate se formează o joncţiune. Între bază şi emitor este joncţiunea bază-emitor, iar între bază şi colector este joncţiunea bază-colector Fiecare regiune are ataşată câte un terminal care se notează cu E(emitor), B(bază), C(colector). În structura tranzistorului bipolar, purtătorii de sarcină electrică sunt atât golurile cât şi electronii. Deoarece conducţia este realizată de două tipuri de purtători, tranzistorul se numeşte bipolar.



**Figura A.1.2 Secţiunea de principiu printr-un tranzistor**

A.1.2 FUNCŢIONAREA TRANZISTORULUI BIPOLAR
Un tranzistor bipolar funcţionează corect, dacă joncţiunea bază-emitor este polarizată direct cu o tensiune mai mare decât tensiunea de prag, iar joncţiunea bază-colector este polarizată invers cu o tensiune mult mai mare decât tensiunea bază-emitor. Emitorul este sursa de purtători care determină curentul prin tranzistor, iar colectorul colectează purtătorii ajunşi aici. Baza controlează curentul prin tranzistor în funcţie de valoarea tensiunii de polarizare a joncţiunii bază-emitor. Joncţiunea emitor-bază (polarizată direct) injectează un curent de emitor IE care este colectat în cea mai mare parte de joncţiunea colector-bază (polarizată invers), acest proces definind efectul de tranzistor. Tranzistorul bipolar transferă curentul din circuitul de intrare de rezistenţă mică, în circuitul de ieşire de rezistenţă mare, de unde denumirea TRANsfer reZISTOR ⇔ TRANZISTOR.

**a. Funcţionarea tranzistorului NPN.** La acest tip de tranzistor purtătorii majoritari sunt electronii



**Figura A1.2.1** **Prezentarea funcţionării tranzistorului NPN**

Regiunea de tip n a emitorului este puternic dopată cu electroni liberi. Regiunea de tip p a bazei este foarte subţire şi slab dopată cu goluri. Prin polarizarea directă a joncţiunii BE electronii din regiunea emitorului difuzează cu uşurinţă prin joncţiunea BE către regiunea bazei. Aici un procent foarte mic de electroni se combina cu golurile din bază şi formează curentul de bază. Prin polarizarea inversă a joncţiunii BC majoritatea electronilor difuzează prin joncţiunea BC şi sunt atraşi către regiunea colectorului de către tensiunea de alimentare a colectorului, formându-se astfel curentul de colector.

**b. Funcţionarea tranzistorului PNP.** La acest tip de tranzistor purtătorii majoritari sunt golurile.

**Figura A1.2.2 Prezentarea funcţionării tranzistorului PNP**

Regiunea de tip p a emitorului este puternic dopată cu goluri. Regiunea de tip n a bazei este foarte subţire şi slab dopată cu electroni. Prin polarizarea directă a joncţiunii BE golurile din regiunea emitorului difuzează cu uşurinţă prin joncţiunea BE către regiunea bazei. Aici un procent foarte mic de goluri se combina cu electronii din bază şi formează curentul de bază. Prin polarizarea inversă a joncţiunii BC majoritatea golurilor difuzează prin joncţiunea BC şi sunt atraşi către regiunea colectorului de către tensiunea de alimentare a colectorului, formându-se astfel curentul de colector.

**a. Parametrii tranzistorului bipolar ** **a1. Factorul de amplificare al tranzistorului ** Factorul de amplificare în curent din bază în colector (βcc) – reprezintă raportul dintre curentul continuu prin colector şi curentul continuu prin bază
 * A.1.3PARAMETRII ŞI CARACTERISTICILE TRANZISTORULUI BIPOLAR **



β este o mărime statică de curent continuu, care indică de câte ori este mai mare curentul prin colectorul tranzistorului decât curentul prin baza tranzistorului. Acest parametru mai poartă denumirea de câştig în curent al tranzistorului. Valoarea acestui parametru este menţionat de către producător în foile de catalog, ca parametru echivalent hibrid



Valorile parametrului β sunt cuprinse între 10 şi 1000, în funcţie de tipul tranzistorului. Factorul de amplificare în curent din emitor în colector (– reprezintă raportul dintre curentul continuu prin colector şi curentul continuu prin emitor



Acest parametru este întotdeauna subunitar deoarece curentul de colector este întotdeauna mai mic decât curentul de emitor. Valorile paramentului α sunt cuprinse între 0,95 şi 0,99 în funcţie de tipul tranzistorului. Între parametrii β şi α sunt următoarele relaţii :



**a2. Valorile maxime absolute ** Sunt valori care nu trebuie depăşite în timpul funcţionării tranzistorului, deoarece pot produce defectarea acestuia. De regulă în această grupă apar: Tensiunile maxime între terminale:, , Curentul maxim de colector şi de bază: , Puterea maximă disipată: Temperatura maximă a joncţiunii:(este cuprinsă între 175°C şi 200°C) În practică se recomandă încărcarea tranzistorului la cel mult 0,75 din valorile de catalog ale acestor parametrii. **b. Caracteristicile tranzistorului bipolar.** **b1. Caracteristicile electrice **



**Figura A.1.5 Curenţii şi tensiunile tranzistorului **



În cataloagele de tranzistoare sunt prezentate caracteristica de intrare şi caracteristica de ieşire, deoarece aceste caracteristici sunt mai importante. Pe caracteristica de ieşire se pot delimita regiunile de funcţionare a tranzistorului şi se poate trasa dreapta de sarcină.



<span style="font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">**Figura A.1.6** **Caracteristica de ieşire a tranzistorului bipolar în conexiunea EC**

În regiunea de blocare tranzistorul funcţionează în regim de blocare (tăiere): Joncţiunea bază – emitor este polarizată invers (sau direct cu o tensiune mai mică decât tensiunea de prag) Joncţiunea bază – colector este polarizată invers Curenţii prin tranzistor sunt foarte mici, practic Tensiunea de ieşire are valoare mare, practic Tranzistorul se comportă ca un întrerupător deschis. <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">În regiunea de saturaţie tranzistorul funcţionează în regim de saturaţie: <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Joncţiunea bază – emitor este polarizată direct <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Joncţiunea bază – colector este polarizată direct <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Curentul prin colector atinge o valoare apropiată de valoarea maximă posibilă ‹ ∙ <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Tensiunea de saturaţie este forte mică <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Tranzistorul se comportă ca un întrerupător închis

<span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">În regiunea activă normală tranzistorul funcţionează în regim activ normal (RAN): <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Joncţiunea bază – emitor este polarizată direc <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Joncţiunea bază – colector este polarizată invers <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Curentul prin tranzistor este mare <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Tensiunea de ieşire este mică <span style="color: #000000; font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Tranzistorul se comportă ca un amplificator de semnal.

<span style="font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Pe graficul caracteristicii de ieşire (figura 5.1.17) dacă se uneşte punctul de blocare cu punctul de saturaţie  se obţine dreapta de sarcină în curent continuu. De-a lungul dreptei de sarcină între cele două puncte se află regiunea activă normală de funcţionare a tranzistorului. La intersecţia unei caracteristici de ieşire cu dreapta de sarcină se află punctul static de funcţionare (PSF).

**A.2. FUNCTIILE SI CONEXIUNILE TRANZISTOARELOR BIPOLARE** Conexiunile TB reprezintă modurile de conectare a unui tranzistor într-un circuit. Tranzistorul poate fi conectat în circuit în 3 configuraţii de bază: O conexiune are o poartă de intrare şi o poartă de ieşire. Fiecare poartă este prevăzută cu câte două terminale (borne). Prin termenul “comun” se defineşte terminalul care este comun atât intrării cât şi ieşirii. Acest terminal se conectează la “masa” montajului. Pentru a identifica tipul conexiunii se procedează astfel:
 * Conexiunea emitor comun
 * Conexiunea bază comună
 * Conexiunea colector comun
 * se identifică terminalul pe care se aplică semnalul de intrare
 * se identifică terminalul de pe care se culege semnalul de ieşire
 * terminalul rămas este cel comun, care dă numele conexiunii.

A.2.1 CONEXIUNEA EMITOR COMUN


**Figura A.2.1** **Conexiunea emitor comun**

În această conexiune **EMITORUL** este comun intrării şi ieşirii circuitului. Conexiunea este utilizată în circuitele de amplificare în tensiune, curent şi putere. Este cea mai utilizată conexiune, deoarece are cea mai eficientă combinaţie de amplificare în tensiune şi curent. Amplificarea în curent (β-beta) este raportul dintre curentul de ieşire şi curentul de intrare.

**Mărimile caracteristice conexiunii emitor comun:**
 * impedanţa de intrare este medie (500 Ω -1500 Ω)
 * impedanţa de ieşire este mare (30 kΩ – 50 kΩ)
 * amplificarea în curent mare (10 – 100)
 * amplificarea în tensiune mare (peste 100)
 * amplificarea în putere foarte mare (până la 10.000)
 * semnalul de ieşire este defazat cu 180° faţă de semnalul de intrare

A.2.2 CONEXIUNEA BAZĂ COMUNĂ


**Figura A.2.2** **Conexiunea bază comună**

În această conexiune BAZA este comună intrării şi ieşirii, semnalul de intrare este aplicat pe emitor iar semnalul de ieşire este cules de pe colector. Amplificarea în curent (α-alfa) este raportul dintre curentul de ieşire şi curentul de intrare.

**Mărimile caracteristice conexiunii bază comună:** Se utilizează în etajele amplificatoare de RF din receptoarele UUS. **Avantaj** - lucrează la frecvenţe foarte înalte. **Dezavantaj** - rezistenţă de intrare mică.
 * impedanţa de intrare este mică (30 Ω -160 Ω)
 * impedanţa de ieşire este mare (250 kΩ – 550 kΩ)
 * amplificarea în curent unitară (1)
 * amplificarea în tensiune mare (până la 1000)
 * amplificarea în putere mare (până la 1000)
 * semnalul de ieşire este în fază cu semnalul de intrare

A.2.3 CONEXIUNEA COLECTOR COMUN
**Figura A.2.3 Conexiunea colector comun**

În această conexiune COLECTORUL este comun intrării şi ieşirii, semnalul de intrare este aplicat pe bază iar semnalul de ieşire este cules de pe emitor. Conexiunea se mai numeşte şi repetor pe emitor, deoarece tensiunea de ieşire este aproximativ egală cu tensiunea de intrare. Amplificarea în curent (γ - gama) este raportul dintre curentul de ieşire şi curentul de intrare.

**Mărimile caracteristice conexiunii colector comun:** Conexiunea colector comun se utilizează când se doreşte o rezistenţă de intrare foarte mare şi o rezistenţă de ieşire mică. Conexiunea se utilizează în general ca adaptor de impedanţă între impedanţa de ieşire a unui amplificator şi o rezistenţă de sarcină de valoare mică.
 * impedanţa de intrare este mare (2 kΩ - 500 kΩ)
 * impedanţa de ieşire este mică (50 Ω – 1500 Ω)
 * amplificarea în curent mare (peste 10)
 * amplificarea în tensiune unitară (1)
 * amplificarea în putere mare (peste 10)
 * semnalul de ieşire este în fază cu semnalul de intrare

**A.3 POLARIZAREA TRANZISTOARELOR BIPOLARE**

Prin polarizarea unui tranzistor se înţelege, modul de conectare a surselor de alimentare la bornele tranzistorului, astfel încât acesta să funcţioneze ca amplificator. Prin polarizarea corectă a unui tranzistor se urmăreşte stabilirea şi menţinerea valorilor corecte pentru tensiunile şi curenţii din circuit şi determinarea punctului static de funcţionare.

**A.3.1 PUNCTUL STATIC DE FUNCŢIONARE (PSF)**
În figura A.3.1.1 se observă că punctul static de funcţionare se află pe dreapta de sarcină, la intersecţia acesteia cu caracteristica statică de ieşire a tranzistorului. Pentru funcţionarea cât mai corectă a unui amplificator(semnalul de intrare să fie amplificat şi reprodus fidel la ieşire), punctul static de funcţionare trebuie să fie situat cam la jumătatea dreptei de sarcină. Odată cu deplasarea PSF în regiunea de saturaţie sau în regiunea de blocare, semnalul de ieşire este distorsionat. Dacă PSF este situat în regiunea de saturaţie sunt distorsionate semialternanţele pozitive ale semnalului alternativ sinusoidal de intrare (figura A.3.1.2 a). Dacă PSF este situat în regiunea de blocare sunt distorsionate semialternanţele negative ale semnalului alternativ sinusoidal de intrare (figura A.3.1.2 b). Coordonatele punctului static de funcţionare (IC, VCE) sunt impuse de valorile tensiunilor surselor de polarizare şi de valorile rezistenţelor din circuitele de polarizare.

**Figura A.3.2** **Caracteristica pentru determinarea PSF**

**a** **b**

**Figura A.3.3** **Distorsionarea semnalului de ieşire la un amplificator în conexiunea EC**

Determinarea PSF pentru conexiunea EC. Se va determina PSF al circuitului din figura A.2.2.1 Pentru tranzistorul BC 546BP se consideră βCC = 200.

**Figura A.3.4**


 * Se determină coordonatele dreptei de sarcină, apoi se trasează dreapta
 * Se determină coordonatele punctului static de funcţionare P(IS, VCE)



**Punctul static de funcţionare are coordonatele P(6,2V ; 39mA)**
 * Se determină valoarea maximă a curentului de bază în funcţionare liniară

**A.3.2 POLARIZAREA CU DIVIZOR REZISTIV**
Prin această metodă, tranzistorul se polarizează prin intermediul unui divizor de tensiune rezistiv, de la o singură sursă de alimentare. Rezistenţele divizorului de tensiune înlocuiesc o a doua sursă de alimentare necesară polarizării celor două joncţiuni ale tranzistorului. Această metodă de polarizare se utilizează foarte des în practică deoarece asigură o stabilitate satisfăcătoare utilizând o singură sursă de tensiune.



**Figura A.3.5** **Polarizarea tranzistorului bipolar cu divizor rezistiv**

Divizorul de tensiune este format din rezistenţele Rb1 şi Rb2 Tensiunea din baza tranzistorului se calculează cu formula:



<span style="font-family: 'Arial','sans-serif'; font-size: 12pt;">Pentru modificarea tensiunii in baza tranzistorului se modifica valorile rezistentelor divizorului astfel:
 * **<span style="font-family: 'Arial','sans-serif';">VB creste **<span style="font-family: 'Arial','sans-serif';">daca **Rb2 creste** sau **Rb1 scade**
 * **<span style="font-family: 'Arial','sans-serif';">VB scade **<span style="font-family: 'Arial','sans-serif';">daca **Rb2 scade** sau **Rb1 creste**

**Realizarea schemelor de polarizare cu divizor rezistiv a TB cu simulatorul Multisim**

**Figura A.3.6** **Polarizarea unui tranzistor bipolar NPN cu divizor rezistiv**

**A.3.3 POLARIZAREA CU DOUĂ SURSE DE TENSIUNE**
Schemele prezentate mai jos au fost realizate cu simulatorul Multisim. În fiecare schemă este un voltmetru care indică valoarea tensiunii colecto-emitor (Uce) ,un ampermetru care indică valoarea curentului din colector (Ic) şi un ampermetru care indică valoarea curentului din bază (Ib). **Figura A.3.7 Polarizarea BAZEI din sursă de tensiune separată**

= B1. IDENTIFICAREA TERMINALELOR TRANZISTOARELOR BIPOLARE =

**<span style="font-family: Arial,sans-serif;">A. Încapsularea tranzistoarelor **

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Tranzistoarele, în funcţie de destinaţia lor se realizează într-o gamă largă de capsule,ele pot avea capsule din //**metal**// sau //**material plastic**//, care au dimensiuni mai mici sau mai mari în funcţie de destinaţia care o au.

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">În funcţie de destinaţia lor tranzistoarele se împart în 3 mari categorii: <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">** Tranzistoare de semnal mic ** – se utilizează la frecvenţe joase (sub 100 kHz) şi curenţi mici (sub 1A) <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">** Tranzistoare de putere ** – la aceste se utilizează la curenţi mari (peste 1 A) <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">** Tranzistoare de radio-frecvenţă (RF) ** – se utilizează la frecvenţe foarte înalte

**<span style="font-family: Arial,sans-serif;">B. Identificarea terminalelor tranzistoarelor bipolare. **

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Identificarea terminalelor tranzistoarelor se poate face prin două metode: <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">- metoda vizuală (după tipul capsulei) <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">- metoda măsurării cu ajutorul multitesterului

**<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif;">B1. Identificarea terminalelor în funcţie de tipul capsulei **

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;"> Tranzistoare de uz general în capsulă metalică – la majoritatea tranzistoarelor din această categorie Emitorul este terminalul de lângă cheiţă, Colectorul este în partea opusă iar Baza este la mijloc. Terminalele sunt dispuse sub forma unui triunghi echilateral.

= =



<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Tranzistoare de uz general în capsulă din material plastic – La tranzistoarele din această categorie terminalele sunt dispuse liniar cu baza în mijloc

**<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif;">Figura B.1.2 Dispunerea terminalelor la tranzistoarele în capsulă din plastic ** **<span style="background-color: white; font-family: Calibri,sans-serif;">Tranzistoare de putere ** – la tranzistoarele din această categorie **<span style="font-family: Calibri,sans-serif;">Colectorul ** este conectat la partea metalică a tranzistorului. La majoritatea tranzistoarelor din această categorie terminalele sunt dispuse liniar iar **<span style="font-family: Calibri,sans-serif;">Colectorul ** este la mijloc. La tranzistoarele care au numai 2 terminale, **<span style="font-family: Calibri,sans-serif;">colectorul ** este corpul metalic al tranzistorului





**<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif;">Figura B.1.3 Dispunerea terminalelor la tranzistoarele de putere **

**OBSERVATIE IMPORTANTA!!**

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">La unele familii de tranzistoare terminalele pot fi dispuse altfel decât sunt prezentate în figurile de mai sus chiar dacă capsulele sunt identice. Metoda cea mai sigură de identificare a terminalelor este măsurarea rezistenţei electrice între terminalele tranzistorului, metodă ce va fi prezentată în cele ce urmează.

**<span style="font-family: Arial,sans-serif;">B1.2. Identificarea terminalelor prin măsurarea rezistenţei electrice dintre ele **

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Pentru identificarea terminalelor tranzistorului prin această metodă se parcurg 3 etape: **__<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif;">ETAPA1: __**<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif;">se identifică //**baza**// tranzistorului



**<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif;">Figura B.1.2 Structura tranzistoarele bipolare cu diode ** <span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Din structura tranzistoarelor cu diode se observă că rezistenţele electrice între bază şi celelalte două terminale ale tranzistorului trebuie să fie egale, într-un sens au valoare mică iar în sens opus au valoare foarte mare. Prin cele două sensuri se înţelege modul de plasare a tastelor multitesterului faţă de terminalele tranzistorului (într-un sens se plasează cu borna **plus pe bază** iar în celălalt sens se plasează cu borna **minus pe bază**)
 * <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Se fixează comutatorul unui multitester digital pe poziţia **Ω** (pentru măsurarea rezistenţei electrice)
 * <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Se plasează o tastă a multitesterului pe unul din terminalele tranzistorului iar cu cealaltă se măsoară rezistenţele electrice faţă de celelalte două terminale. Dacă rezistenţele electrice sunt aproximativ egale (într-un sens rezistenţe mici iar în celălalt sens rezistenţe foarte mari) tasta multitesterului este plasată pe **baza** tranzistorului.





**<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif;">Figura B.1.3 Identificarea BAZEI tranzistorului bipolar ** <span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;"> __**ETAPA A DOUA:**__ se identifică //**tipul**// tranzistorului

<span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Se plasează o tastă a multitesterului pe bază şi cealaltă tastă pe unul din celelalte două terminale ale tranzistorului în sensul în care multitesterul **indică rezistenţă mică**. <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Dacă pe **BAZĂ** este tasta **COM(MINUS)** tranzistorul este de tip **PNP** <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">Dacă pe **BAZĂ** este tasta **PLUS** tranzistorul este de tip **NPN** <span style="font-family: Arial,sans-serif; font-size: 12pt;">// Deoarece //**// BAZA //**// este în mijloc, se pune în mijloc litera corespunzătoare polarităţii care este pe bază ( //**// N //**// pentru //**// MINUS //**// şi //**// P //**// pentru //**// PLUS //**// ) iar pe margini literele corespunzătoare celeilalte polarităţi (doi de //**// P //**// sau doi de //**// N //**// ) şi astfel se obţine //**// PNP //**// sau //**// NPN //**//. //



__**ETAPA A TREIA:**__ se identifică **//Emitorul//** şi **//Colectorul//**.

**Rezistenţa** electrică dintre **Bază** şi **Emitor** este întotdeauna mai **MARE** decât **rezistenţa** electrică dintre **Bază** şi **Colector.** Se plasează o tastă a multitesterului pe bază iar cu cealaltă tastă se măsoară şi se notează valoarea rezistenţelor faţă de celelalte două terminale. Terminalul faţă de care rezistenţa este mai mare va fi **Emitorul** tranzistorului iar celălalt **Colectorul** tranzistorului.

**//Rezistenţa BAZĂ-EMITOR este mai MARE decât rezistenţa BAZĂ-COLECTOR.//** **<span style="background-color: white; font-family: Arial,sans-serif;">Figura B.1.4 Identificarea EMITORULUI şi COLECTORULUI **
 * NC || Tranzistor || Familie || Tip || RBE || RCE || Observații ||
 * 1 || CBB557B || Mică putere || PNP || 4,20 || 4,16 || RBE>RBC ||
 * 2 || CTB547B || Mică putere || NPN || 5,12 || 4,98 || RBE>RBC ||
 * 3 || BC256B || Mică putere || PNP || 4,56 || 2,98 || RBE>RBC ||
 * 4 || BF215 || Mică putere înaltă frecvență || NPN || 5,48 || 4,25 || RBE>RBC ||
 * 5 || BC177B || Mică putere || PNP || 4,95 || 4,76 || RBE>RBC ||
 * 6 || BC107B || Mică putere || NPN || 4,72 || 4,55 || RBE>RBC ||
 * 7 || BF458 || Medie putere înaltă frecvență || NPN || 3,95 || 3,37 || RBE>RBC ||
 * 8 || BD139 || Medie putere || NPN || 4,54 || 4,33 || RBE>RBC ||
 * 9 || BD136 || Medie putere || PNP || 4,49 || 4,42 || RBE>RBC ||
 * 10 || 2N3055W || Mare putere || NPN || 1,12 || 1,11 || RBE>RBC ||

<span style="background-color: #ffffff; font-family: Calibri,sans-serif; font-size: 12pt;">În tabelul de mai sus sunt 10 tranzistoare, care au fost măsurate cu ajutorul unui multitester și care aparțin celor 3 familii, respectiv mică putere, medie putere și mare putere. Identificarea terminalelor a fost prin metoda multitesterului digital iar prin măsurarea lor se remarca următoarea observație ci anume ca rezistența bază-emitor este mai mare ca rezistența bază-colector. Aceste tranzistoare sunt de ambele tipuri mai exact PNP și NPN, aflarea tipului fiind posibilă tot cu ajutorul multitesterului digital.

= B2. DEPANAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE =

Funcţionarea anormală a unui circuit cu tranzistoare bipolare, se datorează unui defect intern al unui tranzistor, sau defectării unui rezistor din circuitele de polarizare a tranzistoarelor. La tranzistor, un defect intern apare în cazul întreruperii unei joncţiuni sau străpungerii unei joncţiuni a tranzistorului (rezistenţa electrică a joncţiunii scade foarte mult). În cazul rezistoarelor pot apare întreruperi ale acestora. În majoritatea cazurilor aceste defecte aduc tranzistorul în regimul de blocare sau de saturaţie. Pentru depanarea defectului se măsoară tensiunile şi curenţii din circuit şi în funcţie de valorile acestora se poate localiza defectul respectiv.

B.2.1 DEFECTE INTERNE ALE TRANZISTORULUI
Cea mai rapidă metodă de a afla dacă joncţiunile unui tranzistor sunt întrerupte sau străpunse este măsurarea rezistenţelor joncţiunilor cu un multitester digital. Pentru aceasta vom considera structura tranzistorului bipolar ca un ansamblu de două diode conectate ca în figura B.2.1.1




 * Figura B.2.1 Structura tranzistoarele bipolare cu diode **


 * O joncţiune (BE sau BC) este întreruptă dacă multitesterul în ambele sensuri de măsurare indică rezistenţă foarte mare (sau infinită).
 * O joncţiune (BE sau BC) este străpunsă dacă multitesterul în ambele sensuri de măsurare indică rezistenţă mică.
 * O joncţiune (BE sau BC) este scurtcircuitată dacă multitesterul în ambele sensuri de măsurare indică rezistenţă foarte mică.


 * Figura B.2.2 Verificarea unui tranzistor bipolar defect(joncţiune întreruptă) **



**Figura B.2.3** **Verificarea unui tranzistor bipolar defect(joncţiune scurtcircuitată)**

Altă metodă de verificare a stării joncţiunilor unui tranzistor este măsurarea valorilor tensiunilor din baza şi colectorul unui tranzistor în circuit.



**Figura B.2.4** **Tranzistor polarizat cu divizor rezistiv cu valorile corecte ale tensiunilor**

Pentru montajul din figura B.2.4 la funcţionarea în condiţii normale:
 * Tensiunea în bază **UB = 3,52 V**
 * Tensiunea în colector **UC = 4,93 V**

**Figura B.2.5 Circuit cu tranzistor bipolar defect (întreruperea joncţiunii BE)**

Dacă s-a întrerup joncţiunea BE, Emitorul sau Baza, tranzistorul se blochează, iar tensiunile sunt:
 * Tensiunea în bază **UB = 3,58 V**
 * Tensiunea în colector **UC = 9,99 V**

**Figura B.2.6** **Circuit cu tranzistor bipolar defect (întreruperea joncţiunii BC)**

Dacă s-a întrerup joncţiunea BC, sau Colectorul, tranzistorul se blochează, iar tensiunile sunt:
 * Tensiunea în bază **UB = 1,09 V**
 * Tensiunea în colector **UC = 9,99 V**

Dacă s-a scurtcircuitat joncţiunea BE, tranzistorul se blochează, iar tensiunile sunt:
 * Tensiunea în bază **UB = 0,48 V**
 * Tensiunea în colector **UC = 9,99 V**

Dacă s-a scurtcircuitat joncţiunea BC, tranzistorul se comportă ca o diodă polarizată direct prin care circulă curent, iar tensiunile sunt:
 * Tensiunea în bază **UB = 3,99 V**
 * Tensiunea în colector **UC = 3,99 V**

**Figura B.2.7** **Circuite cu tranzistor bipolar defect (scurtcircuitarea joncţiunilor)**

Dacă s-a scurtcircuitat joncţiunea CE, tranzistorul se comportă ca un conductor prin care circulă curent, iar tensiunile sunt:
 * Tensiunea în bază **UB = 3,58 V**
 * Tensiunea în colector **UC = 3,59 V**

B.2.2 DEFECTE ALE CIRCUITELOR DE POLARIZARE
**Figura B.2.2.1 Tranzistor polarizat cu divizor rezistiv cu valorile corecte ale tensiunilor**

**DEFECT 1. REZISTORUL Rb1 ÎNTRERUPT**

Acest defect duce la dispariţia tensiunilor din baza şi emitorul tranzistorului, iar tranzistorul se BLOCHEAZĂ
 * Tensiunea în bază **UB ≅ 0 V**
 * Tensiunea în emitor **UE ≅ 0 V**
 * Tensiunea în colector **UC = 9,99 V**

**DEFECT 2. REZISTORUL Rb2 ÎNTRERUPT**

Acest defect duce la creşterea tensiunii şi curentului din bază, iar tranzistorul intră în SATURAŢIE
 * Tensiunea în bază **UB = 4,49 V**
 * Tensiunea în emitor **UE = 3,79 V**
 * Tensiunea în colector **UC = 3,78 V**

**DEFECT 3. REZISTORUL RE ÎNTRERUPT**



<span style="display: block; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 12pt; text-align: justify;">Acest defect duce la dispariţia curenţilor prin tranzistor, iar trenzistorul se **blochează**. <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> **DEFECT 4. REZISTORUL RC ÎNTRERUPT**
 * Tensiunea în bază **Ub=3,58 V**
 * Tensiunea în emitor **Ue=3,16 V**
 * Tensiunea în colector **Uc=9,99V**



Acest defect duce la dispariţia curentului prin colector. Valorile tensiunilor din colector şi emitor ne determină să presupunem că tranzistorul este saturat dar în realitate tranzistorul nu conduce.
 * Tensiunea în bază **UB = 1,09 V**
 * Tensiunea în emitor **UE = 390 mV**
 * Tensiunea în colector **UC = 386 mV**

**DEFECT 5. REZISTORUL Rb1 SCURTCIRCUITAT**



<span style="display: block; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 12pt; text-align: justify;">Tensiunea bază-emitor este egală cu tensiunea de alimentare a trenzistorului fapt care determină deteriorarea acestei joncţiuni. Tranzistorul se **blochează** <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> **DEFECT 6. REZISTORUL Rb2 SCURTCIRCUITAT**
 * Tensiunea în bază **Ub=10 V**
 * Tensiunea în emitor **Ue=9,1 V**
 * Tensiunea în cloector **Uc=9,1 V**



<span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 12pt; text-align: justify;"> Acest defect duce la dispariţia curentului şi tensiunii în baza tranzistorului, iar tranzistorul se **blochează**. <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> **DEFECT 7. REZISTORUL RC SCURTCIRCUITAT**
 * Tensiunea în bază **Ub=0 V**
 * Tensiunea în emitor **Ue=0 V**
 * Tensiunea in colector **Uc=9,99V**



<span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> Acest defect duce la creşterea tensiunii pe joncţiunea colector-emitor a trenzistorului. Funcţionarea trenzistorului nu este stabilă (**FPS-ul se deplasează spre zona de blocare**). <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 16px; text-align: justify;"> **DEFECT 8. REZISTORUL RE SCURTCIRCUITAT**
 * Tensiunea în bază **Ub=3,53 V**
 * Tensiunea în emitor **Ue=2,84 V**
 * Tensiunea în colector **Uc=10 V**



<span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; font-size: 12pt; text-align: justify;"> Acest defect duce la funcţionarea trenzistorului în zona de **saturaţie**.
 * Tensiunea în bază **Ub=0,7 V**
 * Tensiunea în emitor **Ue=0 V**
 * Tensiunea în colector **Uc=25 mV**