Hvad er beta (β) i BJT'er

Hvad er beta (β) i BJT'er

I bipolære forbindelsestransistorer kaldes den faktor, der bestemmer følsomhedsniveauet for enheden for basestrøm, og forstærkningsniveauet ved dens kollektor kaldes beta eller hFE. Dette bestemmer også enhedens forstærkning.



Med andre ord, hvis BJT bruger relativt højere strøm til at skifte sin samlerbelastning optimalt, så har den lav b (beta), omvendt, hvis den er i stand til at skifte den nominelle kollektorstrøm optimalt ved hjælp af lavere basisstrøm, betragtes dens beta som høj.

I denne artikel vil vi diskutere vedrørende beta ( b ) og hvad der er hFE i BJT-konfigurationer. Vi finder ligheden mellem ac og dc beta og viser også gennem formler, hvorfor faktoren beta er så vigtig i BJT kredsløb.





Et BJT-kredsløb i DC-bias-tilstand danner et forhold på tværs af sin samler og basisstrømme I C og jeg B gennem en kaldet mængde beta , og det er identificeret med følgende udtryk:

b dc = jeg C / jeg B ------ (3.10)



hvor mængderne er fastlagt over et bestemt driftspunkt i den karakteristiske graf.

I ægte transistorkredsløb kan værdien af ​​beta for en given BJT typisk variere inden for et interval fra 50 til 400, hvor det omtrentlige mellemområde er den mest almindelige værdi.

Disse værdier giver os en idé om størrelsen af ​​strømme mellem samleren og bunden af ​​BJT.

For at være mere præcis, hvis en BJT er specificeret med en beta-værdi på 200, betyder det, at kapaciteten af ​​dens samlerstrøm I C er 200 gange mere basisstrømmen I B.

Når du tjekker datablade, finder du ud af, at b dc hvor en transistor er repræsenteret som hFE.

I dette udtryk brevet h er inspireret af ordet hybrid som i transistor h ybrid ækvivalent vekselstrømskreds, vi vil diskutere mere om dette i vores kommende artikler. Abonnementet F i ( hFE ) ekstraheres fra sætningen f fremadgående forstærkning og udtrykket ER er taget fra sætningen fælles- er mitter i henholdsvis en BJT common-emitter-konfiguration.

Når der er involveret vekselstrøm eller en vekselstrøm, udtrykkes beta-størrelsen som vist nedenfor:

ac beta i BJT

Formelt udtrykket b til c kaldes fælles-emitter, frem-strøm forstærkning faktor.

Da i fælles-emitter kredsløb typisk bliver kollektorstrømmen output af BJT kredsløbet, og basisstrømmen fungerer som indgangen, forstærkning faktor udtrykkes som vist i ovenstående nomenklatur.

Formatet for ligning 3.11 ligner formatet af -en og som diskuteret i vores tidligere afsnit 3.4 . I dette afsnit undgik vi proceduren til bestemmelse af værdien af -en og fra karakteristikkurverne på grund af den involverede kompleksitet ved måling af de ægte ændringer mellem I C og jeg ER over kurven.

For ligningen 3.11 finder vi det imidlertid muligt at forklare det med en vis klarhed, og det tillader os også at finde værdien af -en og fra en afledning.

I BJT-datablad, b og vises normalt som hfe . Her kan vi se, at forskellen kun er i bogstaverne på fe , som er med små bogstaver sammenlignet med store bogstaver som brugt til b dc. Også her bruges bogstavet h til identifikation af h som i sætningen h ybrid ækvivalent kredsløb, og fe stammer fra sætningerne f fremadgående gevinst og fælles- er mitter konfiguration.

Fig 3.14a viser den bedste metode til implementering af Eq.3.11 gennem et numerisk eksempel med et sæt karakteristika, og dette er produceret igen i Fig. 3.17.

Lad os nu se, hvordan vi kan bestemme b og for et område af de karakteristika, der er identificeret ved et driftspunkt med værdier I B = 25 μa og V. DET HER = 7,5 V som vist i figur 3.17.

bestemme vekselstrømsbeta-karakteristika

Reglen, der begrænser V DET HER = konstant kræver, at den lodrette linie tegnes på en måde, så den skærer gennem driftspunktet ved V DET HER = 7,5 V. Dette gengiver værdien V DET HER = 7,5 V for at forblive konstant gennem hele denne lodrette linje.

Variationen i I B (AI B ) som det fremgår af ligning 3.11 er følgelig beskrevet ved at vælge et par punkter på de to sider af Q-punktet (driftspunktet) langs den lodrette akse med omtrent ensartede afstande på hver side af Q-punktet.

For den angivne situation kurver, der involverer størrelserne I B = 20 μA og 30 μA opfylder kravene ved at holde sig tæt på Q-punktet. Disse fastlægger desuden niveauerne af I B som defineres uden vanskeligheder i stedet for at kræve behovet for at interpolere I B niveau mellem kurverne.

Det kan være vigtigt at bemærke, at de bedste resultater typisk bestemmes ved at vælge ΔI B så lille som muligt.

Vi kan finde ud af de to størrelser af IC på det sted, hvor jeg krydser de to kryds B og den lodrette akse krydser hinanden ved at tegne en vandret linje over den lodrette akse og ved at evaluere de resulterende værdier af I C.

Det b og etableret for den specifikke region kunne derefter identificeres ved at løse formlen:

Værdierne af b og og b DC kan findes med rimelighed tæt på hinanden, og derfor kunne de ofte udskiftes. Betydning hvis værdien af b og identificeres, kan vi muligvis bruge den samme værdi til vurdering b DC også.

Husk dog, at disse værdier kan variere på tværs af BJT'er, selvom de er fra samme batch eller parti.

Typisk afhænger ligheden i værdierne af de to beta af, hvor lille specifikationen af ​​jeg direktør er til den bestemte transistor. Mindre jeg direktør vil præsentere højere lighed og omvendt.

Da præferencen er at have mindst jeg direktør værdi for en BJT, viser afhængigheden af ​​de to betas sig at være en ægte og acceptabel begivenhed.

Hvis vi havde karakteristikken som vist i fig. 3.18, ville vi have den b og ens i alle regioner af karakteristika,

Du kan se, at jeg er trin B er sat til 10 µA, og kurverne har identiske lodrette mellemrum på tværs af alle karakteristiske punkter, hvilket er 2 mA.

Hvis vi vurderer værdien af b og ved det angivne Q-punkt, ville resultere i resultatet som vist nedenfor:

beregne beta ac i BJT

Dette beviser, at værdierne for ac og dc beta vil være identiske, hvis karakteristikken for BJT ser ud som i figur 3.18. Specifikt kan vi her bemærke, at jeg direktør = 0 µA

værdierne for ac og dc beta vil være identiske

I den følgende analyse vil vi ignorere ac eller dc-abonnementet for betaerne bare for at holde symbolerne enkle og rene. Derfor vil symbolet β for enhver BJT-konfiguration blive betragtet som beta for både AC- og DC-beregninger.

Vi har allerede diskuteret vedrørende alfa i et af vores tidligere indlæg . Lad os nu se, hvordan vi kan skabe et forhold mellem alfa og beta ved at anvende de hidtil lærte grundlæggende principper.

Brug af β = I C / Jeg B

vi får jeg B = Jeg C / β,

Tilsvarende for udtrykket alfa kan vi også udlede følgende værdi:

α = I C / Jeg ER , og jeg ER = Jeg C / α

Derfor erstatter og omarrangerer vi vilkårene, finder vi følgende forhold:

BJT alfa-beta-forhold

Ovenstående resultater er som angivet i Fig. 3.14a . Beta bliver en afgørende parameter, da det giver os mulighed for at identificere et direkte forhold mellem størrelsen af ​​strømme på tværs af input- og outputtrinnene til en fælles-emitterkonfiguration. Dette kan anerkendes ud fra følgende evalueringer:

hvorfor beta i transistorer er så afgørende

Dette afslutter vores analyse af, hvad der er beta i BJT-konfigurationer. Hvis du har forslag eller yderligere oplysninger, bedes du dele i kommentarfeltet.




Forrige: Cathode Ray Oscilloscopes - Arbejds- og operationelle detaljer Næste: Sådan beregnes modificeret sinusbølgeform