Lecture Electrical Engineering: Lecture 14 - Dr. Nasim Zafar

In this chapter, you will learn about: Introduction, bipolar transistor currents, bipolar transistor characteristics and parameter, early effect, microelectronic circuits, electronic devices, integrated electronics, electronic devices and circuit theory,...

Fall Semester – 2012

COMSATS Institute of Information Technology

Virtual campusIslamabad

2 Nasim Zafar.

BJTs­CircuitsB

C

E

5 Nasim Zafar.

7 Nasim Zafar.

– Ideal transistor behaves like a closed switch.

Ø Cutoff:

– Current reduced to zero

– Ideal transistor behaves like an open switch

Ø We consider DC behaviour and assume that we are  working in the  normal linear amplifier regime with 

the BE junction forward biased and the CB junction  reverse biased.

Common­Emitter  Output Characteristics

VC E

IC

Active  Region

VCE increases with IC Cutoff Achieved by reducing 

IB to 0, Ideally, IC will  also equal 0.

Output Characteristic Curves ­ (Vc­ Ic     

13 Nasim Zafar.

NPN Transistor

Circuit Diagram:  NPN Transistor

IE=1mA IE=2mA

Breakdown Region

 )

15 Nasim Zafar.

Transistor Currents ­ Output characteristics:

Common­Collector  Output Characteristics:

Emitter­Current Curves

VC E

IE

Active  Region

Bipolar Transistor Characteristics

• Behaviour can be described by the current

gm of the device

21.4

Conventional View &  Current Components:

NPN Transistor­CEC 

19 Nasim Zafar.

NPN Transistor­CEC

21 Nasim Zafar.

Ø Two quantities of great  importance in the 

sometimes referred to as 

dc and dc  because the relationships  being dealt within the BJT  are DC.

22 Nasim Zafar.

Beta ( ) or amplification factor:

Ø The ratio of dc collector current (IC) to the dc base current (IB) is dc beta ( dc ) which is dc current gain where IC and 

IB are determined at a particular operating point, Q­point (quiescent point). 

Ø Alpha a common base current gain factor that shows the efficiency by calculating the current percent from 

current flow from emitter to collector. The value of   is typical from 0.9 ~ 0.998

E

C

I I

E

C

I I

25 Nasim Zafar.

T

BE V

V S

1 1

  =  Common­emitter current gain (10­1000; typical 50­200)   =  Common­base current gain (0.9­0.999; typical 0.99)

Ø  The relationship between the two parameters are:

Common emitter dc current gain,  dc:

B dc

C I

I

B dc

dc C

B C

dc E

dc C

1

)(

I I

I I

I I

But,

T

T dc

dc

dc 1 1 Note that   is large (e.g.   = 100)

For NPN transistor, similar analysis can be carried out. However, the emitter current is mainly carried by electrons.

Example: etc

EN EP

EP

I I

I

29 Nasim Zafar.

Emitter efficiency:

E

EP EN

EP

EP

I

I I

T EP

T

I

T dc

IE = IB + IC = 0.05 mA + 1 mA = 1.05 mA

b  = IC / IB = 1 mA / 0.05 mA = 20  = IC / IE = 1 mA / 1.05 mA = 0.95238

IC

IE IB