Ce este beta (β) în BJT

În tranzistoarele de joncțiune bipolare, factorul care determină nivelul de sensibilitate al dispozitivului la curentul de bază, iar nivelul de amplificare al colectorului său se numește beta sau hFE. Acest lucru determină, de asemenea, câștigul dispozitivului.

Cu alte cuvinte, dacă BJT folosește un curent relativ mai mare pentru a comuta în mod optim sarcina colectorului, atunci are un nivel scăzut b (beta), dimpotrivă, dacă este capabil să schimbe optim curentul nominal al colectorului utilizând curent de bază mai mic, atunci beta-ul său este considerat ridicat.

În acest articol vom discuta despre beta ( b ) si ce este hFE în configurațiile BJT. Vom găsi asemănarea dintre beta și cc și vom demonstra, de asemenea, prin formule de ce factorul beta este atât de important în circuitele BJT.

Un circuit BJT în modul de polarizare dc formează o relație între colectorii și curenții de bază I C și eu B printr-o cantitate numită beta , și este identificat cu următoarea expresie:

b DC = Eu C / Eu B ------ (3.10)

unde cantitățile sunt stabilite pe un punct de operare specific pe graficul caracteristic.

În circuitele cu tranzistoare reale, valoarea beta pentru un anumit BJT poate varia de obicei într-un interval cuprins între 50 și 400, unde intervalul mediu aproximativ fiind cea mai comună valoare.

Aceste valori ne oferă o idee cu privire la magnitudinea curenților dintre colectorul și baza BJT.

Pentru a fi mai precis, dacă un BJT este specificat cu o valoare beta de 200, înseamnă că capacitatea curentului său de colector I C este de 200 de ori mai mare decât curentul de bază I B.

Când verificați fișele tehnice, veți găsi că b DC a unui tranzistor fiind reprezentat ca hFE.

În acest termen scrisoarea h este inspirat din cuvântul hibrid ca în tranzistor h circuit hibrid echivalent, vom discuta mai multe despre acest lucru în articolele noastre viitoare. Indiciile F in ( hFE ) este extras din sintagmă f amplificarea curentului orientativ și termenul ESTE este preluat din sintagma comun- este mitter într-o configurație de emițător comun BJT, respectiv.

Când este implicat curent alternativ sau un curent alternativ, magnitudinea beta este exprimată după cum se arată mai jos:

În mod formal, termenul b la c este denumit factor de amplificare a curentului direct de emițător comun.

Deoarece în circuitele cu emițător comun curentul colector devine de obicei ieșirea circuitului BJT, iar curentul de bază acționează ca intrarea, amplificare factorul este exprimat așa cum se arată în nomenclatura de mai sus.

Formatul ecuației 3.11 seamănă destul de mult cu formatul A și așa cum am discutat mai devreme secțiunea 3.4 . În această secțiune am evitat procedura de determinare a valorii A și de la curbele caracteristice datorate complexității implicate a măsurării schimbărilor autentice dintre I C și eu ESTE peste curbă.

Cu toate acestea, pentru ecuația 3.11, este posibil să o explicăm cu o anumită claritate și, în plus, ne permite, de asemenea, să găsim valoarea A și dintr-o derivare.

În fișele tehnice BJT, b și este afișat în mod normal ca hfe . Aici putem vedea că diferența este doar în literele din fe , care sunt cu litere mici comparativ cu majusculele utilizate pentru b DC. Și aici litera h este utilizată pentru identificarea h ca în frază h circuit echivalent hibrid și fe este derivat din fraze f câștig curent în direcție și este configurație mitter.

Fig 3.14a prezintă cea mai bună metodă de implementare a Eq.3.11 printr-un exemplu numeric, cu un set de caracteristici, iar acest lucru este produs din nou în Fig. 3.17.

Acum să vedem cum putem determina b și pentru o regiune a caracteristicilor identificate de un punct de operare având valori I B = 25 μa și V ACEST = 7,5 V așa cum se arată în Fig 3.17.

Regula care restricționează V ACEST = constantă cere ca linia verticală să fie trasată astfel încât să treacă prin punctul de operare la V ACEST = 7,5 V. Aceasta redă valoarea V ACEST = 7,5 V pentru a rămâne constantă pe toată această linie verticală.

Variația în I B (ΔI B ) la fel de evident în ecuație. În consecință, 3.11 este descris selectând câteva puncte de pe cele două laturi ale punctului Q (punctul de operare) de-a lungul axei verticale având distanțe aproximativ uniforme de ambele părți ale punctului Q.

Pentru situația indicată curbele care implică magnitudinile I B = 20 μA și 30 μA îndeplinesc cerințele rămânând aproape de punctul Q. În plus, acestea stabilesc nivelurile de I B care sunt definite fără dificultate în loc să necesite nevoia de interpolare a I-ului B nivel între curbe.

Ar putea fi important să rețineți că cele mai bune rezultate sunt determinate de obicei prin selectarea selectingI B cât mai mic posibil.

Putem afla cele două magnitudini ale IC la locul în care cele două intersecții ale lui I B iar axa verticală se intersectează trasând o linie orizontală peste axa verticală și evaluând valorile rezultate ale lui I C.

b și stabilite pentru regiunea specifică ar putea fi apoi identificate prin rezolvarea formulei:

Valorile b și și b DC poate fi găsit în mod rezonabil aproape unul de celălalt și, prin urmare, ar putea fi adesea schimbate. Înțeles dacă valoarea lui b și este identificat, este posibil să putem folosi aceeași valoare pentru evaluare b dc, de asemenea.

Cu toate acestea, amintiți-vă că aceste valori pot varia între BJT, chiar dacă provin din același lot sau lot.

De obicei, similitudinea valorilor celor două beta depinde de cât de mică este specificația lui I CEO este pentru tranzistorul special. Mai mic eu CEO va prezenta o asemănare mai mare și invers.

Deoarece preferința este să am cel mai puțin eu CEO valoare pentru un BJT, dependența de similitudine a celor două beta se dovedește a fi un eveniment autentic și acceptabil.

Dacă am avea caracteristica care apare așa cum se arată în Fig. 3.18, am avea b și similar la toate regiunile caracteristicilor,

Puteți vedea că pasul din I B este setat la 10µA, iar curbele au spații verticale identice în toate punctele caracteristice, adică 2 mA.

Dacă evaluăm valoarea b și la punctul Q indicat, ar produce rezultatul așa cum se arată mai jos:

Acest lucru dovedește că valorile beta și ac vor fi identice dacă caracteristica BJT apare ca în Fig.3.18. Mai exact, putem observa aici că I CEO = 0µA

În analiza următoare, vom ignora indicii ac sau dc pentru beta pentru a menține simbolurile simple și curate. Prin urmare, pentru orice configurație BJT, simbolul β va fi considerat beta atât pentru calculele de curent alternativ, cât și de curent continuu.

Am discutat deja cu privire la alfa într-una din postările noastre anterioare . Să vedem acum cum putem crea o relație între alfa și beta prin aplicarea principiilor fundamentale învățate până acum.

Folosind β = I C / Eu B

primim eu B = Eu C / β,

În mod similar și pentru termenul alfa, putem deduce următoarea valoare:

α = I C / Eu ESTE , și eu ESTE = Eu C / α

Prin urmare, înlocuind și rearanjând termenii găsim următoarea relație:

Rezultatele de mai sus sunt cele indicate în Fig. 3.14a . Beta devine un parametru crucial, deoarece ne permite să identificăm o relație directă între magnitudinile curenților din etapele de intrare și ieșire pentru o configurație de emițător comun. Acest lucru poate fi recunoscut din următoarele evaluări:

Aceasta încheie analiza noastră cu privire la ce este beta în configurațiile BJT. Dacă aveți sugestii sau informații suplimentare, vă rugăm să împărtășiți în secțiunea de comentarii.