Какво е бета (β) в BJTs

В транзисторите с биполярно свързване факторът, който определя нивото на чувствителност на устройството към базовия ток и нивото на усилване в неговия колектор, се нарича бета или hFE. Това определя и печалбата на устройството.

С други думи, ако BJT използва относително по-висок ток за оптимално превключване на натоварването си в колектора, тогава той има нисък б (бета), обратно, ако е в състояние да превключва оптимално номиналния ток на колектора, използвайки по-нисък базов ток, тогава неговата бета се счита за висока.

В тази статия ще обсъдим по отношение на бета ( б ) и какво е hFE в конфигурации BJT. Ще открием сходството между AC и DC бета, а също така ще докажем чрез формули защо фактор бета е толкова важен в BJT веригите.

BJT верига в dc режим на пристрастия образува връзка между неговия колектор и базови токове I ° С и аз Б. чрез наречено количество бета и се идентифицира със следния израз:

б dc = Аз ° С / Аз Б ------ (3.10)

където количествата се установяват над определена работна точка на характеристичната графика.

В реалните транзисторни вериги стойността на бета за даден BJT обикновено може да варира в диапазона от 50 до 400, където приблизителният среден диапазон е най-често срещаната стойност.

Тези стойности ни дават представа относно големината на токовете между колектора и основата на BJT.

За да бъдем по-точни, ако BJT е посочен с бета стойност 200, означава, че капацитетът на неговия ток на колектора I ° С е 200 пъти повече от базовия ток I Б.

Когато проверите таблиците с данни, ще откриете, че б dc на транзистор, представен като hFE.

В този термин писмото з е вдъхновен от думата хибрид, както при транзистора з ybrid еквивалентна верига за променлив ток, ще обсъдим повече за това в предстоящите ни статии. Индексите F в ( hFE ) се извлича от фразата е усилване с орварен ток и термина Е е взето от фразата е mitter в конфигурация на BJT с общ излъчвател, съответно.

Когато е включен променлив ток или променлив ток, бета величината се изразява, както е показано по-долу:

Формално терминът б да се ° С се нарича общ излъчвател, коефициент на усилване с преден ток.

Тъй като в схемите с общ емитер токът на колектора обикновено се превръща в изход на BJT веригата, а базовият ток действа като входа, усилване коефициент се изразява, както е показано в горната номенклатура.

Форматът на уравнение 3.11 доста наподобява формата на а и както беше обсъдено в нашата по-рано раздел 3.4 . В този раздел избегнахме процедурата за определяне на стойността на а и от кривите на характеристиките поради сложността на измерването на истинските промени между I ° С и аз Е над кривата.

За уравнението 3.11 обаче намираме за възможно да го обясним с известна яснота и освен това ни позволява да намерим стойността на а и от деривация.

В таблиците с данни на BJT, б и обикновено се показва като hfe . Тук можем да видим, че разликата е само в буквите на fe , които са с малки букви в сравнение с главни, както се използва за б dc. И тук буквата h се използва за идентифициране на з както във фразата з ybrid еквивалентна схема и fe произлиза от фразите е текуща печалба или общо- е mitter конфигурация.

Фигура 3.14а показва най-добрия метод за прилагане на уравнение 3.11 чрез цифров пример с набор от характеристики и това е представено отново на фиг. 3.17.

Сега нека видим как можем да определим б и за област от характеристиките, идентифицирани от работна точка със стойности I Б. = 25 μa и V ТОВА = 7,5 V, както е показано на фигура 3.17.

Правилото, което ограничава V ТОВА = константа изисква вертикалната линия да се начертае по начин, който да пресича работната точка при V ТОВА = 7,5 V. Това прави стойността V ТОВА = 7,5 V, за да остане константа през тази вертикална линия.

Вариацията в I Б. (ΔI Б. ), както е видно от ур. 3.11 следователно се описва чрез избиране на няколко точки от двете страни на Q-точката (работна точка) по вертикалната ос, имащи приблизително еднакви разстояния от двете страни на Q-точката.

За посочената ситуация кривите, включващи величините I Б. = 20 μA и 30 μA отговарят на изискванията, като остават близо до Q-точката. Освен това те установяват нивата на I Б. които се дефинират без затруднения, вместо да изискват необходимостта от интерполация на I Б. ниво между кривите.

Може да е важно да се отбележи, че най-добрите резултати се определят обикновено чрез избор на ΔI Б. възможно най-малък.

Можем да открием двете величини на IC на мястото, където са двете пресичания на I Б. и вертикалната ос се пресича чрез изчертаване на хоризонтална линия през вертикалната ос и чрез оценяване на получените стойности на I ° С.

The б и установени за конкретния регион след това могат да бъдат идентифицирани чрез решаване на формулата:

Стойностите на б и и б dc могат да бъдат намерени сравнително близо един до друг и следователно те често могат да бъдат разменени. Значение, ако стойността на б и е идентифициран, може да можем да използваме същата стойност за оценка б DC също.

Не забравяйте обаче, че тези стойности могат да варират в различните BJT, дори ако са от една и съща партида или партида.

Обикновено сходството в стойностите на двете бета зависи от това колко малка е спецификацията на I изпълнителен директор е за конкретния транзистор. По-малък I изпълнителен директор ще представи по-голяма прилика и обратно.

Тъй като предпочитанието е да имам най-малко аз изпълнителен директор стойност за BJT, зависимостта на сходството на двете бета се оказва истинско и приемливо събитие.

Ако имахме характеристиката, показана на фиг. 3.18, щяхме да имаме б и подобни във всички региони на характеристиките,

Виждате, че стъпката на Аз Б. е зададена на 10µA и кривите имат идентични вертикални интервали във всички точки на характеристиките, което е 2 mA.

Ако оценим стойността на б и в посочената Q-точка, ще доведе до резултата, както е показано по-долу:

Това доказва, че стойностите на AC и DC бета ще бъдат идентични, ако характеристиката на BJT се появи като на фиг. 3.18. По-конкретно тук можем да забележим, че I изпълнителен директор = 0µA

В следващия анализ ще игнорираме AC или DC индексите за бета версиите, само за да поддържаме символите прости и чисти. Следователно за всяка BJT конфигурация символът β ще се счита за бета както за изчисления на променлив ток, така и за постоянен ток.

Вече обсъдихме относно алфа в един от по-ранните ни постове . Нека сега видим как можем да създадем връзка между алфа и бета, като прилагаме основните принципи, научени досега.

Използване на β = I ° С / I Б.

получаваме аз Б. = Аз ° С / β,

По същия начин за термина алфа също можем да изведем следната стойност:

α = I ° С / I Е , и аз Е = Аз ° С / α

Следователно, замествайки и пренареждайки термините, намираме следната връзка:

Горните резултати са както е посочено в Фиг. 3.14а . Бета се превръща в решаващ параметър, тъй като ни позволява да идентифицираме пряка връзка между величините на токовете през входните и изходните етапи за конфигурация на общ емитер. Това може да се потвърди от следните оценки:

Това завършва нашия анализ по отношение на това какво е бета в конфигурациите на BJT. Ако имате някакви предложения или допълнителна информация, моля, споделете в раздела за коментари.