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 (OpAmp) Ook versterking van DC signaal Karakteristiek van ideale OpAmp

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 eqV/kT : 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 mA,  = 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. 11.2c) steilheid s [mA/V] = 1/Rdiff Regtien-11.2

Vervangingsschema FET Pinch-off gebied FET heeft hoogohmige gate ingang ( > 10 G ) (enkel lekstroom gate condensator) Steilheid FET sFET = 1/Rdiff < sbipolar (Steilheid bipolair) Regtien-11.4

Schakeling met FETs Spannings-stroomomzetter Spannings- versterker Regtien-11.6 & 11.7

Verschilversterker symmetrische schakeling om driftproblemen te vermijden (dUBE/dT  2 mV/K) stroombron Regtien-10.14

Samenvatting SVR4 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