View source for Semiconductors/Introduce to Transistor/NPN/4R1T

==Transistor Configuration==
:[[Image:Transistor_amplifier_blocked_emitor.svg|200px]]

==Formula==
:<math>V_B = V_i \frac {R_2} {R_2 + R_1}</math>
:<math>V_E = V_B - 0.7 = V_B</math>
:<math>I_E = \frac {V_E} {R_4} = \frac {V_B} {R_4}</math>
:<math>I_C = I_E</math>
:<math>V_C = I_C R_4</math>
:<math>V_C = V_i (1 -  \frac {R_3} {R_4} \frac {R_2}{R_2 + R_1})</math>

==Analysis==
1 ) '''R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub>'''
:<math>V_C = V_i (1 -  \frac {R_4} {R_3})</math>
:R<sub>4</sub> = 0 . V<sub>C</sub> = 0
:R<sub>4</sub> = R<sub>3</sub> . V<sub>C</sub> = 0 
:R<sub>4</sub> = 2 R<sub>3</sub> . V<sub>C</sub> = -V<sub>i</sub>
:R<sub>4</sub> = 3 R<sub>3</sub> . V<sub>C</sub> = - 2 V<sub>i</sub>

:'''R<sub>4</sub> = n R<sub>3</sub> . V<sub>C</sub> = - (n-1) V<sub>i</sub>'''
# '''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)''' 
# Vậy khi chọn '''R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub> , R<sub>4</sub> = n R<sub>3</sub>''' thì ta được '''V<sub>C</sub> = - (n-1) V<sub>i</sub>'''


2 ) '''R<sub>4</sub> = R<sub>3</sub>'''
:<math>V_c = V_i (1 -  \frac {R_2}{R_2 + R_1})</math>

:R<sub>2</sub> = 0 . V<sub>c</sub> = V<sub>i</sub>
:R<sub>2</sub> = R<sub>1</sub> . <math>V_c = V_i\frac{1}{2}  </math> 
:R<sub>2</sub> = 2 R<sub>1</sub> . <math>V_c = V_i\frac{2}{3}  </math>
:R<sub>2</sub> = 3 R<sub>1</sub> . <math>V_c = V_i\frac{3}{4}  </math>

:;R<sub>2</sub> = n R<sub>1</sub> . <math>V_c = V_i\frac{n}{n+1}  </math>


#'''PNP hoạt động như một ''khuếch đại dương'' . Điện  thế xuất là một điện thế dương bằng với điện thế nhập khuếch đại <math>\frac{n}{n+1}  </math>
''' . 
#Vậy khi chọn '''R<sub>4</sub> = R<sub>3</sub> và R<sub>2</sub> = n R<sub>1</sub>''' thì ta được <math>V_C = V_i [\frac {n}{n+1}]</math>.


3) '''R<sub>2</sub> = 0 . V<sub>C</sub> = V<sub>i</sub> '''
:  '''R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub>  . V<sub>C</sub> = 0 '''
#'''PNP hoạt động như một ''công tắc'' . Mở khi '''R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub> ''' . Đóng khi '''R<sub>2</sub> = 0''' 
#Vậy khi chọn '''R<sub>2</sub> = 0 , R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub>''' thì ta được một công tắc


4 ) '''R<sub>4</sub> = R<sub>3</sub>'''='''R<sub>2</sub> = R<sub>1</sub>''' = '''R'''
:<math>V_C = V_i [\frac {1}{2}]</math>. 
#Vậy khi chọn '''R<sub>4</sub> = R<sub>3</sub>'''='''R<sub>2</sub> = R<sub>1</sub>''' = '''R''' thì ta được <math>V_C = V_i [\frac {1}{2}]</math>.

==Functions==
===Amplifier===
From
:<math>V_C = V_i (1 -  \frac {R_3} {R_4} \frac {R_2}{R_2 + R_1})</math>

If R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub>

:<math>V_C = V_i (1 -  \frac {R_3} {R_4}) </math>
:R<sub>3</sub> = 0 . V<sub>C</sub> = V<sub>i</sub>
:R<sub>3</sub> = R<sub>4</sub> . V<sub>C</sub> = V<sub>C</sub> = 0
:R<sub>3</sub> = 2R<sub>4</sub> . V<sub>C</sub> = -V<sub>i</sub>
:R<sub>n</sub> = 3R<sub>4</sub> . V<sub>C</sub> = -2V<sub>i</sub>


:;R<sub>3</sub> = nR<sub>4</sub> . V<sub>C</sub> = -V<sub>i</sub>(n-1)

*;When choosing value of the resistors such as  '''R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub>''' và '''R<sub>3</sub> = nR<sub>4</sub> . V<sub>C</sub> = -V<sub>i</sub>(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
:<math>V_C = V_i (1 -  \frac {R_3} {R_4} \frac {R_2}{R_2 + R_1})</math>

If R<sub>3</sub> = R<sub>4</sub> 
:<math>V_C = V_i (1 - \frac {R_2}{R_2 + R_1})</math>

When choosing resistor's values such as
:;R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub> . V<sub>C</sub> = 0
:;R<sub>2</sub> = 0 . V<sub>C</sub> = 1

;Transistor acts as a Switch
:;Open when R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub> . V<sub>C</sub> = 0
:;Close when khi R<sub>2</sub> = 0 . V<sub>C</sub> = 1

===Buffer===
====Negative Buffer====
From
:R<sub>3</sub> = nR<sub>4</sub> . V<sub>C</sub> = -V<sub>i</sub>(n-1)

;If R<sub>3</sub> = 2R<sub>4</sub>.. 
:;V<sub>C</sub> = -V<sub>i</sub> . 
:;Transistor acts a Negative Buffer. V<sub>C</sub> = -V<sub>i</sub>. The output voltage is a negative voltage equal to the input voltage

====Positive Buffer====
From
:<math>V_C = V_i (1 -  \frac {R_3} {R_4} \frac {R_2}{R_2 + R_1})</math>

;If R<sub>2</sub> >> R<sub>1</sub>

:;<math>V_C = V_i (1 -  \frac {R_3} {R_4}) </math>
:;R<sub>3</sub> = 0 . V<sub>C</sub> = V<sub>i</sub>
:;Transistor acts a Positive Buffer. The output voltage is a positive voltage equal to the input voltage



;If R<sub>3</sub> = R<sub>4</sub>

:;<math>V_C = V_i (1 - \frac {R_2}{R_2 + R_1})</math>
:;R<sub>2</sub> >> R<sub>2</sub> . V<sub>C</sub> = V<sub>i</sub>
:;Transistor acts a Positive Buffer. The output voltage is a positive voltage equal to the input voltage

===Voltage Divider ===

From
:<math>V_C = V_i (1 -  \frac {R_3} {R_4} \frac {R_2}{R_2 + R_1})</math>

;If R<sub>1</sub> = R<sub>2</sub> = R<sub>3</sub> = R<sub>4</sub> = R
:;V_C = ½ V_i
:;The output voltage is exactly half of the input voltage

{{BookCat}}