Co to jest beta (β) w BJT

W bipolarnych tranzystorach złączowych czynnik określający poziom czułości urządzenia na prąd bazowy oraz poziom wzmocnienia na jego kolektorze nazywany jest beta lub hFE. To także określa wzmocnienie urządzenia.

Innymi słowy, jeśli BJT wykorzystuje stosunkowo wyższy prąd do optymalnego przełączania obciążenia kolektora, to ma niski b (beta), odwrotnie, jeśli jest w stanie przełączać prąd znamionowy kolektora optymalnie przy użyciu niższego prądu podstawowego, wówczas jego współczynnik beta jest uważany za wysoki.

W tym artykule omówimy dotyczące wersji beta ( b ) i co jest hFE w konfiguracjach BJT. Znajdziemy podobieństwo między bety AC i DC, a także udowodnimy za pomocą wzorów, dlaczego współczynnik beta jest tak ważny w obwodach BJT.

Obwód BJT w tryb odchylenia DC tworzy zależność między swoim kolektorem a prądami bazowymi I. do i ja b przez ilość o nazwie beta i jest utożsamiany z następującym wyrażeniem:

b dc = ja do / ja B ------ (3,10)

gdzie wielkości są ustalane w określonym punkcie pracy na wykresie charakterystyki.

W rzeczywistych obwodach tranzystorowych wartość beta dla danego BJT może zwykle zmieniać się w zakresie od 50 do 400, gdzie przybliżona wartość środkowa jest najbardziej powszechną wartością.

Wartości te dają nam wyobrażenie o wielkości prądów między kolektorem a podstawą BJT.

Mówiąc dokładniej, jeśli BJT jest określony z wartością beta 200, oznacza to, że pojemność jego prądu kolektora I do jest 200 razy większy od prądu podstawowego I B.

Po sprawdzeniu arkuszy danych okaże się, że plik b dc tranzystora reprezentowanego jako hFE.

W tym terminie list godz jest inspirowany słowem hybryda, jak w tranzystorze godz ybrydowy równoważny obwód prądu przemiennego, omówimy więcej w naszych nadchodzących artykułach. Indeksy fa w ( hFE ) jest wyodrębniany z frazy fa wzmocnienie prądu zwartego i określenie JEST pochodzi z frazy common- jest mitter w konfiguracji wspólnego emitera BJT.

W przypadku prądu przemiennego lub prądu przemiennego wielkość beta jest wyrażana w następujący sposób:

Formalnie termin b do do jest określany jako wspólny emiter, współczynnik wzmocnienia prądu przewodzenia.

Ponieważ w obwodach ze wspólnym emiterem prąd kolektora zwykle staje się wyjściem obwodu BJT, a prąd bazowy działa jak wejście, wzmocnienie współczynnik jest wyrażony w sposób przedstawiony w powyższej nomenklaturze.

Format równania 3.11 dość przypomina format za i jak omówiliśmy w naszym wcześniejszym sekcja 3.4 . W tej sekcji pominęliśmy procedurę określania wartości za i z krzywych charakterystyk ze względu na złożoność pomiaru rzeczywistych zmian między I do i ja JEST na krzywej.

Jednak w przypadku równania 3.11 możemy je wyjaśnić z pewną jasnością, a ponadto pozwala nam również znaleźć wartość za i z wyprowadzenia.

W arkuszach danych BJT, b i jest zwykle wyświetlany jako hfe . Tutaj widzimy, że różnica jest tylko w liternictwie fe , które są pisane małymi literami w porównaniu z dużymi literami używanymi dla b dc. Tutaj również litera h jest używana do identyfikacji godz jak w zdaniu godz obwód zastępczy ybrid i fe pochodzi z wyrażeń fa zwyżkowy wzrost prądu i wspólny jest konfiguracja mittera.

Rys. 3.14a przedstawia najlepszą metodę implementacji Równania 3.17 za pomocą przykładu numerycznego, z zestawem charakterystyk, co przedstawiono ponownie na Rys. 3.17.

Zobaczmy teraz, jak możemy to określić b i dla obszaru cech identyfikowanych przez punkt pracy o wartości I b = 25 μa i V TO = 7,5 V, jak pokazano na rys. 3.17.

Reguła ograniczająca V TO = stała wymaga, aby pionowa linia została narysowana w taki sposób, aby przecinała punkt pracy w V. TO = 7,5 V. Daje to wartość V TO = 7,5 V, aby pozostać stałą w całej tej pionowej linii.

Odmiana w I b (ΔI b ), jak widać w równaniu. 3.11 jest w konsekwencji opisany przez wybranie kilku punktów po obu stronach punktu Q (punkt pracy) wzdłuż osi pionowej, mających w przybliżeniu jednakowe odległości po obu stronach punktu Q.

Dla wskazanej sytuacji krzywe obejmujące wielkości I b = 20 μA i 30 μA spełniają wymagania, pozostając blisko punktu Q. Te ponadto określają poziomy I b które są definiowane bez trudności, zamiast wymagać konieczności interpolacji I b poziom między krzywymi.

Warto zauważyć, że najlepsze wyniki określa się zazwyczaj poprzez wybranie ΔI b jak najmniejszy.

Możemy znaleźć dwie wielkości IC w miejscu, w którym dwa przecięcia I b a oś pionowa przecina się, rysując poziomą linię w poprzek osi pionowej i oceniając otrzymane wartości I DO.

Plik b i ustalony dla konkretnego regionu można następnie zidentyfikować, rozwiązując wzór:

Wartości b i i b DC można znaleźć dość blisko siebie, dlatego często można je zamienić. Znaczenie, jeśli wartość b i zostanie zidentyfikowana, być może będziemy mogli użyć tej samej wartości do oceny b dc również.

Należy jednak pamiętać, że te wartości mogą się różnić w różnych BJT, nawet jeśli pochodzą z tej samej partii lub partii.

Zwykle podobieństwo wartości dwóch wersji beta zależy od tego, jak mała jest specyfikacja I CEO dotyczy konkretnego tranzystora. Mniejszy I CEO wykaże większe podobieństwo i na odwrót.

Ponieważ wolę mieć przynajmniej ja CEO wartość dla BJT, zależność podobieństwa dwóch wersji beta okazuje się być prawdziwym i akceptowalnym zjawiskiem.

Gdybyśmy mieli charakterystykę wyglądającą tak, jak pokazano na rys. 3.18, mielibyśmy rozszerzenie b i podobne we wszystkich regionach cech,

Możesz zobaczyć, że krok I b jest ustawiony na 10 µA, a krzywe mają identyczne pionowe odstępy we wszystkich punktach charakterystyki, co wynosi 2 mA.

Jeśli oceniamy wartość b i we wskazanym punkcie Q, dałoby wynik, jak pokazano poniżej:

Świadczy to o tym, że wartości bety ac i dc będą identyczne, jeśli charakterystyka BJT będzie wyglądać jak na rysunku 3.18. W szczególności możemy tu zauważyć, że I CEO = 0 µA

W poniższej analizie będziemy ignorować indeksy AC lub DC dla wersji beta tylko po to, aby symbole były proste i przejrzyste. Dlatego dla dowolnej konfiguracji BJT symbol β będzie uważany za beta zarówno dla obliczeń AC, jak i DC.

Omówiliśmy już dotyczące alfa w jednym z naszych wcześniejszych postów . Zobaczmy teraz, jak możemy stworzyć relację między wersją alfa i beta, stosując podstawowe zasady, których nauczyliśmy się do tej pory.

Używając β = I do / JA b

rozumiemy ja b = Ja do / β,

Podobnie dla terminu alfa, możemy wydedukować następującą wartość:

α = I do / JA JEST , i ja JEST = Ja do / α

Dlatego zastępując i przestawiając terminy, znajdujemy następującą zależność:

Powyższe wyniki są takie, jak wskazano w Rys. 3.14a . Beta staje się kluczowym parametrem, ponieważ pozwala nam zidentyfikować bezpośredni związek między wielkościami prądów na stopniach wejściowych i wyjściowych dla konfiguracji wspólnego emitera. Można to potwierdzić na podstawie następujących ocen:

To kończy naszą analizę dotyczącą tego, co jest wersją beta w konfiguracjach BJT. Jeśli masz jakieś sugestie lub dodatkowe informacje, podziel się nimi w sekcji komentarzy.