Semiconductors/Introduce to Transistor/NPN/4R1T

Transistor Configuration

Formula

$V_{B}=V_{i}{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}}$

$V_{E}=V_{B}-0.7=V_{B}$

$I_{E}={\frac {V_{E}}{R_{4}}}={\frac {V_{B}}{R_{4}}}$

$I_{C}=I_{E}$

$V_{C}=I_{C}R_{4}$

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{3}}{R_{4}}}{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})$

Analysis

1 ) R₂ >> R₁

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{4}}{R_{3}}})$

R₄ = 0 . V_C = 0

R₄ = R₃ . V_C = 0

R₄ = 2 R₃ . V_C = -V_i

R₄ = 3 R₃ . V_C = - 2 V_i

R₄ = n R₃ . V_C = - (n-1) V_i

1. PNP hoạt động như một khuếch đại âm . Điện thế xuất là một điện thế âm bằng với điện thế nhập khuếch đại (n-1)
2. Vậy khi chọn R₂ >> R₁ , R₄ = n R₃ thì ta được V_C = - (n-1) V_i

2 ) R₄ = R₃

$V_{c}=V_{i}(1-{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})$

R₂ = 0 . V_c = V_i

R₂ = R₁ . $V_{c}=V_{i}{\frac {1}{2}}$

R₂ = 2 R₁ . $V_{c}=V_{i}{\frac {2}{3}}$

R₂ = 3 R₁ . $V_{c}=V_{i}{\frac {3}{4}}$

R₂ = n R₁ . $V_{c}=V_{i}{\frac {n}{n+1}}$

1. PNP hoạt động như một khuếch đại dương . Điện thế xuất là một điện thế dương bằng với điện thế nhập khuếch đại ${\frac {n}{n+1}}$

.

1. Vậy khi chọn R₄ = R₃ và R₂ = n R₁ thì ta được $V_{C}=V_{i}[{\frac {n}{n+1}}]$.

3) R₂ = 0 . V_C = V_i

R₂ >> R₁ . V_C = 0

1. PNP hoạt động như một công tắc . Mở khi R₂ >> R₁ . Đóng khi R₂ = 0
2. Vậy khi chọn R₂ = 0 , R₂ >> R₁ thì ta được một công tắc

4 ) R₄ = R₃=R₂ = R₁ = R

$V_{C}=V_{i}[{\frac {1}{2}}]$.

1. Vậy khi chọn R₄ = R₃=R₂ = R₁ = R thì ta được $V_{C}=V_{i}[{\frac {1}{2}}]$.

Functions

Amplifier

From

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{3}}{R_{4}}}{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})$

If R₂ >> R₁

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{3}}{R_{4}}})$

R₃ = 0 . V_C = V_i

R₃ = R₄ . V_C = V_C = 0

R₃ = 2R₄ . V_C = -V_i

R_n = 3R₄ . V_C = -2V_i

R₃ = nR₄ . V_C = -V_i(n-1)

• When choosing value of the resistors such as R₂ >> R₁ và R₃ = nR₄ . V_C = -V_i(n-1) .Transistor acts as a Negative Amplifier with the ratio of amplification is (n-1) . The output voltage is a negative voltage equals to the input voltage amplied by a factor of (n-1)

Switch

From

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{3}}{R_{4}}}{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})$

If R₃ = R₄

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})$

When choosing resistor's values such as

R₂ >> R₁ . V_C = 0

R₂ = 0 . V_C = 1

Transistor acts as a Switch

Open when R₂ >> R₁ . V_C = 0

Close when khi R₂ = 0 . V_C = 1

Buffer

Negative Buffer

From

R₃ = nR₄ . V_C = -V_i(n-1)

If R₃ = 2R₄..

V_C = -V_i .

Transistor acts a Negative Buffer. V_C = -V_i. The output voltage is a negative voltage equal to the input voltage

Positive Buffer

From

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{3}}{R_{4}}}{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})$

If R₂ >> R₁

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{3}}{R_{4}}})$

R₃ = 0 . V_C = V_i

Transistor acts a Positive Buffer. The output voltage is a positive voltage equal to the input voltage

If R₃ = R₄

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})$

R₂ >> R₂ . V_C = V_i

Transistor acts a Positive Buffer. The output voltage is a positive voltage equal to the input voltage

Voltage Divider

From

$V_{C}=V_{i}(1-{\frac {R_{3}}{R_{4}}}{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})$

If R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = R

V_C = ½ V_i

The output voltage is exactly half of the input voltage