Bias BJT menyediakan ruang untuk sinyal kecil

Bias dahulu, sinyal kemudian

Transistor sambungan bipolar dapat memperkuat perubahan kecil di sekitar titik kerja DC. Untuk NPN dalam operasi aktif maju, gunakan $I_C\approx\beta I_B$ dan pendekatan $V_{BE}$ yang dipilih. β maupun VBE bukan konstanta tepat. Saturasi dan cutoff merupakan wilayah kerja berbeda, jadi periksa tegangan setelah menggunakan model wilayah aktif.

Pertimbangkan rangkaian 5 V yang sengaja diidealkan, dengan basis ditahan oleh sumber ideal 1.7 V, resistor emitor 1 kΩ ke ground, dan resistor kolektor 2 kΩ ke 5 V. Asumsikan VBE = 0.7 V dan β = 100. Tegangan emitor 1 V dan arus emitor 1 mA. Arus kolektor adalah β/(β+1) kali arus emitor, yaitu 0.990099 mA. Tegangan kolektor 3.019802 V dan VCE 2.019802 V.

Linearisasikan di sekitar titik kerja itu

Dengan pendekatan suhu kamar VT = 25.85 mV, transkonduktansi $g_m=I_C/V_T$ adalah 38.3017 mS. Inversnya sekitar 26.1085 Ω. Dengan mengabaikan resistansi keluaran transistor dan menganggap β besar untuk perkiraan sinyal kecil sederhana, resistor emitor tanpa bypass memberi penguatan $-R_C/(R_E+1/g_m)$, sekitar −1.9491.

Jadi sinyal basis puncak 10 mV menghasilkan perubahan kolektor terbalik dengan puncak sekitar 19.49 mV. Perkiraan sinyal kecil ini bersifat lokal; peningkatan amplitudo hingga transistor mencapai cutoff atau saturasi merusak model linear. Resistor emitor mengurangi penguatan tetapi membuat perilaku kurang bergantung pada β dan karakteristik sambungan mentah.

Sumber basis penting

Sumber basis ideal kita dapat memasok arus basis sekitar 9.90 μA tanpa penurunan tegangan. Pembagi resistor nyata tidak boleh diasumsikan ideal. Ganti dengan tegangan dan resistansi Thevenin, sertakan arus basis, lalu selesaikan kembali titik DC. Kapasitor kopling dan bypass juga memiliki efek yang bergantung pada frekuensi.

Catat titik bias secara terpisah dari penguatan sinyal, dan tentukan pendekatan mana yang menghasilkan setiap angka. Perkiraan transistor dalam buku bukan model perangkat yang terkualifikasi atau desain penguat fisik yang dijamin.