Tranzystor bipolarny

[micmac89]

Witam,
Rozwiązując poniższe zadanie:

dla następujących danych: Ucc=6V, R1=100kΩ, R2=30kΩ, β=100, RE=200Ω, RC=500Ω,UBE=0.7V
gdzie do obliczenia było IC, IE, UCE
Wyznaczyłem z twierdzenia Thevenina następujący schemat zastępczy:

gdzie:
UB=6/(100k+30k) * 30k = 1.38 V
RB=R1*R2/(R1+R2)=3000k/130 = 23.07k

Następnie obliczyłem prąd bazy IB z dolnego oczka jako:
UB=IB*RB + UBE + IE*RE
IE=IB+IC
IC=β*IB (Zakładam, że pracuje w stanie aktywnym)
IB=(UB-UBE)/(RB+(1+β)*RE)=17.2µA
IC=100*17.2µA=1.72mA
UC=Ucc-IC*RC=6-1.72m*500=5.14V
Pytanie jednak dotyczy sytuacji gdy RC=5k, gdyż wówczas napięcie UC=6-1.72m*5000=-2.6 V, zatem mniejsza od UCESAT, który przyjmuję za 0.2V. Co za tym idzie przy obliczaniu IB nie mogę w takiej sytuacji skorzystać ze wzoru IC=β*IB, gdyż tranzystor nie pracuje wówczas w stanie aktywnym jak było dla RC=500, tylko w nasycenia.
Jak w takiej sytuacji wyznaczyć IB oraz IC ?

[Jony130]

W takim wypadku nie będzie już tak łatwo.
Teraz trzeba napisać jeszcze raz równania opisujące układ w nasyceniu.

UB = IB*RB + UBE + IE*RE (1)
Ucc = Ic*Rc + Uce(sat) + Ie*Re (2)
I równanie dotyczące tranzystora które zawsze jest prawdziwe
Ie = Ib+Ic (3)

No i oczywiście musimy założyć sobie jakaś wartość Uce(sat) i Ube by w ogóle móc to rozwiązać.
I zakładając Uce(sat)=0.2V i Ube=0.7V

Istnieje też prostszy sposób zapisu równań, prostszy sposób bo zostaje tylko jedna niewiadoma Ue
Ib + Ic = Ie (1)

Ib = ( Ub - Ube - Ue )/Rb (2)

Ic = ( Ucc - Uce(sat) - Ue )/Rc (3)

Ie = Ue/Re (4)

I to rozwiązując mamy Ue=0.2268V

Ie = 1.13mA
Ic = 1.11mA
Ib = 19.64uA

[slawek55]

Jak mówimy o tranzystorze to ja mam do Jony130 pytanie, jako do speca.
Dlaczego spadek napięcia między wejściem a wyjsciem VD jest tak zapisany jak na rys? Dlaczego nie jest to napięcie nasycenia Vsat najbardziej na górze tranzystora NPN? Czy on się nie nasyci? Dlaczego?

[Jony130]

Podobną sytuacją mamy w połączeniu Darlington-a.

Uce_min nie może myć mniejsze od Ube2+Uce(sat).
A to dlatego że T2 musi przewodzić by płyną prąd kolektora.
Jak by Uce_min = 0.4V to wtedy na bazie T2 mielibyśmy 0.2V więc T2 nie mógł by być otwarty. (zakładam Uce(sat)=0.2V ).

Podobnie jest na twoim schemacie. By płyną prąd, obydwa tranzystory NPN muszą być otwarte. Co oznacza, że na kolektorze PNP napięcie nie może być niższe niż 2xUbe.

[slawek55]

Dziękuję

[micmac89]

Jony130, dziękuję bardzo za rozwiązanie problemu, przyznam, że kręciłem się wokół niego ale jakoś nie potrafiłem na to wpaść, pozdrawiam.