מהי בטא (β) ב- BJTs

בטרנזיסטורי צומת דו-קוטביים הגורם הקובע את רמת הרגישות של המכשיר לבסיס הנוכחי, ורמת ההגברה בקולטו נקראת בטא או hFE. זה קובע גם את הרווח של המכשיר.

במילים אחרות, אם ה- BJT משתמש בזרם גבוה יחסית בכדי להחליף את עומס הקולט בצורה אופטימלית, אז הוא נמוך ב (בטא), לעומת זאת אם הוא מסוגל להחליף את זרם הקולט המדורג בצורה אופטימלית באמצעות זרם בסיס נמוך יותר, אז בטא שלו נחשבת גבוהה.

במאמר זה נדון בנוגע לבטא ( ב ) ומה זה hFE בתצורות BJT. אנו נמצא את הדמיון בין בטא AC ו- DC, וגם נוכיח באמצעות נוסחאות מדוע גורם הבטא חשוב כל כך במעגלי BJT.

מעגל BJT ב מצב הטיה dc יוצר מערכת יחסים על פני אספן וזרמי הבסיס ג ואני ב דרך כמות שנקראת בטא , והיא מזוהה עם הביטוי הבא:

ב זֶרֶם יָשָׁר = אני ג / אני B ------ (3.10)

כאשר הכמויות נקבעות על נקודת פעולה ספציפית בגרף האופייני.

במעגלי טרנזיסטור אמיתי, הערך של בטא עבור BJT נתון עשוי לרוב להשתנות בטווח של 50 עד 400, כאשר טווח הביניים המשוער הוא הערך הנפוץ ביותר.

ערכים אלה מספקים לנו מושג לגבי גודל הזרמים בין הקולט לבסיס ה- BJT.

ליתר דיוק, אם BJT מוגדר עם ערך בטא של 200, מסמל שקיבולת זרם הקולט שלו I ג הוא פי 200 יותר מזרם הבסיס I ב.

כשתבדוק גליונות נתונים תגלה ש- ב זֶרֶם יָשָׁר של טרנזיסטור המיוצג כ- hFE.

במונח זה המכתב ח הוא בהשראת המילה היברידית כמו בטרנזיסטור ח במעגל AC מקביל שווה ערך, נדון בנושא נוסף במאמרים הקרובים שלנו. מנויי המשנה F ב ( hFE ) מופק מהביטוי f הגברה של זרם חיצוני והמונח IS נלקח מהביטוי נפוץ- הוא מיטר בתצורת BJT emitter common, בהתאמה.

כאשר מעורב זרם חילופין או זרם חילופין, גודל הבטא מתבטא כמוצג להלן:

באופן רשמי, המונח ב ל ג מכונה גורם הגברה מקדם-זרם קדימה.

מכיוון שבמעגלים הנפוצים הנפוצים זרם הקולט הופך בדרך כלל ליציאה של מעגל BJT, וזרם הבסיס פועל כמו הקלט, הַגבָּרָה גורם מתבטא כפי שמוצג במינוח הנ'ל.

הפורמט של משוואה 3.11 די דומה לפורמט של א ו כפי שנדון קודם לכן סעיף 3.4 . בחלק זה נמנענו מהליך קביעת הערך של א ו עקומות המאפיינים בשל המורכבות הכרוכה במדידת השינויים האמיתיים בין ה- I ג ואני IS מעל העקומה.

עם זאת, עבור משוואה 3.11 אנו יכולים להסביר זאת בבהירות מסוימת, ויתרה מכך היא גם מאפשרת לנו למצוא את הערך של א ו מגזירה.

בגליונות הנתונים של BJT, ב ו מוצג בדרך כלל כ hfe . כאן אנו יכולים לראות שההבדל הוא רק באותיות של fe , אשר באותיות קטנות בהשוואה לאותיות רישיות כפי ששימשו עבור ב זֶרֶם יָשָׁר. גם כאן האות h משמשת לזיהוי ה- ח כמו בביטוי ח מעגל מקביל ybrid, ו- fe נגזר מהביטויים f רווח זרם קדימה ומשותף- הוא תצורת מיטר.

איור 3.14 א מציג את השיטה הטובה ביותר להטמעת Eq.3.11 באמצעות דוגמה מספרית, עם סט מאפיינים, והיא מופקת שוב באיור 3.17.

עכשיו בואו נראה איך אנחנו יכולים לקבוע ב ו לאזור של המאפיינים שזוהו על ידי נקודת הפעלה בעלת ערכים I ב = 25 μa ו- V. זֶה = 7.5 V כפי שמוצג באיור 3.17.

הכלל המגביל את וי זֶה = קבוע דורש לצייר את הקו האנכי באופן שהוא חותך את נקודת ההפעלה ב- V זֶה = 7.5 V. זה הופך את הערך V זֶה = 7.5 וולט להישאר קבוע לאורך קו אנכי זה.

השונות ב- I ב (ΔI ב ) כפי שנראה בהשוואה 3.11 מתואר כתוצאה מכך על ידי בחירה של כמה נקודות משני צידי נקודת Q (נקודת פעולה) לאורך הציר האנכי עם מרחקים אחידים בערך משני צידי נקודת Q.

למצב המצוין העקומות הכרוכות בסדרי גודל אני ב = 20 μA ו- 30 μA מספקים את הדרישות על ידי הישארות קרוב לנקודת Q. יתר על כן, הם קובעים את רמות ה- I ב המוגדרים ללא קושי במקום לדרוש את הצורך באינטרפולציה של ה- I ב ברמה בין הקימורים.

יכול להיות חשוב לציין שהתוצאות הטובות ביותר נקבעות בדרך כלל על ידי בחירת ΔI ב כמה שיותר קטן.

אנו יכולים לגלות את שני הגדלים של IC במקום בו שני הצמתים של אני ב והציר האנכי מצטלב על ידי ציור קו אופקי על פני הציר האנכי ועל ידי הערכת הערכים המתקבלים של I ג.

ה ב ו לאחר מכן ניתן היה לזהות על ידי פתרון הנוסחה:

הערכים של ב ו ו ב dc ניתן למצוא קרוב יחסית זה לזה, ולכן הם יכולים להחליף לעתים קרובות. הכוונה אם הערך של ב ו מזוהה, ייתכן שנוכל להשתמש באותו ערך להערכה ב dc גם.

עם זאת, זכור כי ערכים אלה עשויים להיות שונים על פני BJTs, גם אם הם מאותה אצווה או אותה חלק.

בדרך כלל, הדמיון בערכים של שתי הגרסאות הבטא תלוי בכמה שהמפרט של אני קטן מנכ'ל מיועד לטרנזיסטור המסוים. אני קטן יותר מנכ'ל יציג דמיון גבוה יותר ולהיפך.

מכיוון שההעדפה היא שהכי פחות אני מנכ'ל ערך עבור BJT, תלות הדמיון של שתי הגרסאות מתגלה כהתרחשות אמיתית ומקובלת.

אם היה לנו המאפיין המופיע כפי שמוצג באיור 3.18, היינו ב ו דומה בכל אזורי המאפיינים,

אתה יכול לראות שהצעד של אני ב נקבע על 10µA והעקומות כוללות רווחים אנכיים זהים על פני כל נקודות המאפיינים, שהם 2 mA.

אם אנו מעריכים את הערך של ב ו בנקודת ה- Q המצוינת, תניב את התוצאה כמוצג להלן:

זה מוכיח שהערכים של בטא AC ו- DC יהיו זהים אם המאפיין של ה- BJT נראה כמו באיור 3.18. באופן ספציפי, אנו יכולים להבחין כאן כי אני מנכ'ל = 0µA

בניתוח הבא, אנו נתעלם ממנויים ac או dc עבור בטא רק כדי לשמור על סמלים פשוטים ונקיים. לכן עבור כל תצורת BJT הסמל β ייחשב כבטא עבור חישובי AC וגם DC.

כבר דנו בנושא אלפא באחד הפוסטים הקודמים שלנו . בואו נראה כעת כיצד נוכל ליצור קשר בין האלפא לבטא באמצעות יישום העקרונות הבסיסיים שנלמדו עד כה.

שימוש ב- β = I ג / אני ב

אנחנו מקבלים אני ב = אני ג / β,

באופן דומה גם למונח אלפא, אנו יכולים להסיק את הערך הבא:

α = אני ג / אני IS , ואני IS = אני ג / α

לכן החלפה וסידור מחדש של התנאים אנו מוצאים את הקשר הבא:

התוצאות שלעיל הן כמפורט ב איור 3.14 א . בטא הופכת לפרמטר מכריע מכיוון שהיא מאפשרת לנו לזהות קשר ישיר בין גודל הזרמים על פני שלבי הקלט והפלט עבור תצורת פולט נפוץ. ניתן להודות בכך מההערכות הבאות:

זה מסכם את הניתוח שלנו לגבי מהי בטא בתצורות BJT. אם יש לך הצעות או מידע נוסף אנא שתף ​​בפרק ההערות.