Moc tranzystora z uwzględnieniem obu wejść energii

Rozwiązanie

Dwa porty dostarczają moc

Potencjał emitera jest odniesieniem, więc moce dopływające przez kolektor i bazę wynoszą odpowiednio UCEIC i UBEIB. Oba prądy należy zamienić z miliamperów na ampery, jeśli używamy woltów i watów.

Rozwiązanie

Moc wynosi P=U_{CE}I_C+U_{BE}I_B=0{,}20\cdot0{,}040+0{,}80\cdot0{,}004=0{,}0112 W, czyli 11,2 mW. Sam iloczyn U꜀ᴇI꜀ dałby 8 mW i pominął wejście bazy. Nie jest to moc całego układu: osobno wydziela się energia w opornikach.

Kontrola przez prąd emitera

Z bilansu ładunku emiter odprowadza 44 mA. Nie mnożymy go jednak całego przez 0,20 V, ponieważ 4 mA weszły przez bazę przy innym potencjale. Osobne moce wejściowe są konieczne do prawidłowego wyniku 11,2 mW.

Dlaczego wolno wybrać emiter jako zero?

Oznaczmy wszystkie prądy jako wpływające do tranzystora. Wówczas I_C=40 mA, I_B=4 mA, ale I_E=−44 mA. Całkowita moc elektryczna to V_CI_C+V_BI_B+V_EI_E. Dla V_E=0 ostatni składnik znika i dostajemy użyty wcześniej wzór.

Dodajmy teraz do wszystkich potencjałów 1 V, nie zmieniając żadnego napięcia między końcówkami. Nowe składniki wynoszą 1,20 V·40 mA=48 mW, 1,80 V·4 mA=7,2 mW oraz 1 V·(−44 mA)=−44 mW. Suma nadal daje 11,2 mW. Ogólnie dodatkowy składnik to 1 V·(I_C+I_B+I_E)=0. Niezależność wyniku od zera potencjału wynika z zachowania ładunku, a nie z braku prądu emitera.

Powiązana teoria

Tranzystor bipolarny jako klucz: w nasyceniu prądu nie wyznacza samo β

Dalsza lektura

Materiał referencyjny