Tại sao bạn không thể dán một điện áp trên các cực phát cực gốc trong một bóng bán dẫn?


10

Tôi mới đọc một số trang đầu tiên của "Nghệ thuật điện tử - Paul Horowitz". Trong chương 2 bóng bán dẫn, nó cho biết có bốn thuộc tính của bóng bán dẫn NPN (đối với PNP, nó bị đảo ngược).

Tài sản thứ 2 nói:

Các mạch thu phát cơ sở và cực thu hoạt động giống như điốt. Thông thường các diode phát cơ sở đang tiến hành và các diode thu thập cơ sở bị phân cực ngược.

Sau đó, nó nói:

Đặc biệt lưu ý ảnh hưởng của đặc tính 2. Điều này có nghĩa là bạn không thể gắn điện áp trên các cực phát cực gốc, bởi vì một dòng điện cực lớn sẽ chảy nếu đế dương hơn so với cực phát hơn khoảng 0,6 đến 0,8 volt.

Tôi không hiểu tại sao? Dòng điện từ cơ sở đến bộ phát vì bộ phát cơ sở đang dẫn diode, vậy tại sao tôi không thể gắn điện áp vào hai cực đó. Nếu tôi không áp dụng một điện áp, làm thế nào có thể có một dòng chảy?

Cũng thế,

bởi vì một dòng điện cực lớn sẽ chảy nếu cơ sở tích cực hơn bộ phát hơn khoảng 0,6 đến 0,8 volt

Giải thích này có nghĩa là gì? Tại sao giải thích rằng điện áp không thể được áp dụng cho thiết bị đầu cuối cơ sở?


2
Nó chỉ nói rằng, không giới hạn dòng điện (ví dụ với điện trở) chảy qua đường giao nhau của bộ phát cơ sở, đường giao nhau có hiệu quả tạo ra một mạch ngắn chạm đất. Bởi vì nó hoạt động như một diode "bình thường".
Golaž

2
Tất nhiên bạn có thể làm bất cứ điều gì bạn thích với bóng bán dẫn của riêng bạn, nhưng nếu bạn đặt 3V từ cơ sở đến bộ phát của một bóng bán dẫn NPN nhỏ, nó sẽ bị phá hủy rất nhanh vì một số ampe sẽ chảy và quá nhiệt sẽ gây ra thiệt hại không thể khắc phục. Nếu bạn đặt 1K nối tiếp, thì một vài mA sẽ chảy và bóng bán dẫn sẽ hạnh phúc.
Spehro Pefhany

1
Cuốn sách có nghĩa là, "Bạn không thể gắn bất kỳ điện áp RANDOM nào qua BE ..." Điều tương tự cũng áp dụng cho bất kỳ diode nào: kết nối trực tiếp BE với nguồn cung cấp 12V, nó sẽ bật lên như cầu chì.
bất ngờ vào

Câu trả lời:


7

Vì vậy, như bạn đã đề cập, nó nói rằng bóng bán dẫn về cơ bản là hai điốt.

Bạn nên, nhưng có thể không, biết rằng sự sụt giảm điện áp điển hình cần thiết trên một diode để làm cho nó dẫn điện là ~ 0,7V nhưng tất nhiên có thể thay đổi tùy thuộc vào diode. Vì vậy, nếu bạn chỉ 'dán' một điện áp trên các thiết bị đầu cuối như khi bạn tăng điện áp trên dòng điện diode:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Vì điện trở trên một diode rất thấp khi điện áp này được áp dụng, chúng ta có thể thấy rằng dòng điện sẽ cực kỳ cao: I = V / R, đơn giản để thấy rằng R càng thấp thì dòng điện càng cao và điều này có thể rất cao làm hỏng thiết bị đầu cuối cơ sở, tôi tin rằng một bảng dữ liệu của bóng bán dẫn cụ thể sẽ cung cấp cho bạn thêm thông tin về kích thước hiện tại nó có thể mất.

Điều này đang nói là bạn cần phải có một điện trở giới hạn dòng điện ở phía trước của thiết bị đầu cuối cơ sở trên bóng bán dẫn, chính xác những gì tên của nó mô tả, giới hạn dòng điện. Khi điện áp rơi trên bóng bán dẫn sẽ duy trì ở mức 0,6-0,8V, chúng tôi có thể tìm ra điện trở kích thước mà chúng tôi sẽ cần khá dễ dàng. R = (Vin - Vdrop) / I, 'Tôi' là dòng điện cơ bản có thể có, Vdrop là điện áp rơi từ cơ sở đến bộ phát và Vin là nguồn cung cấp cho cơ sở, bạn cũng cần xem xét Hfe của bóng bán dẫn vì vậy hãy xem liệu nó có thể cung cấp cho bạn lượng dòng điện bạn cần hay không, điều này có thể bị giới hạn, hoặc 'được điều chỉnh' với một điện trở ở chân phát để bóng bán dẫn ít phụ thuộc hơn vào hfe, nhưng Tôi chắc chắn bạn sẽ nhận được điều đó trong tương lai!


6

Vâng, bạn thực sự đang áp dụng điện áp trên BE, và bạn cũng phải giới hạn dòng điện với một điện trở cơ sở. Bạn có thể tìm thấy dòng cơ sở tối đa của một bóng bán dẫn trong biểu dữ liệu của nó.

Câu chuyện tương tự cho điốt. Nếu bạn muốn cấp nguồn cho đèn LED, bạn phải bao gồm một điện trở giới hạn dòng điện trong mạch của mình.


2

Các trích dẫn là từ kém theo ý kiến ​​của tôi. Tất nhiên, phải có một điện áp chuyển tiếp trên đường giao nhau của bộ phát cơ sở để có dòng điện chạy qua.

Tuy nhiên , một khi 'bật', dòng điện qua có thể thay đổi mạnh mẽ cho một sự thay đổi tương đối nhỏ trong điện áp phát cực gốc.

Vì vậy, người ta phải có một số điện trở loạt sao cho dòng điện không thể vượt quá mức an toàn.

Về mặt toán học, dòng cơ sở xấp xỉ

iB=ISβevBEVT

Nói cách khác, dòng điện tăng theo cấp số nhân với điện áp tăng. Một chút nhanh chóng của đại số mang lại kết quả sau:

  • tăng gấp đôi hiện tại để tăng điện áp chỉ khoảng0.05V

Vì vậy, việc điều khiển dòng cơ sở bằng nguồn điện áp yêu cầu điều khiển điện áp cực kỳ chính xác.vS

Bây giờ, nếu một điện trở tiếp với đường giao nhau của cực phát, thì phương trình của dòng cơ sở trở thànhR

iB=vSvBER

Đối với một bóng bán dẫn điển hình và dòng cơ sở điển hình, chúng ta có

0.6VvBE0.8V

Do đó, dòng cơ sở phải nằm trong phạm vi

vS0.8VRiBvS0.6VR

Hơn nữa, khi chúng ta xem xét sự thay đổi của dòng điện cơ sở để thay đổi điện áp nguồn , chúng ta thấy rằng, thay vì mối quan hệ theo cấp số nhân mà chúng ta không có điện trở, mối quan hệ với điện trở là xấp xỉ tuyến tính. Trong thực tế, chúng ta cóvS

ΔiBΔvSR

cho các giá trị đặc trưng của và . RvSR


0

Các bóng bán dẫn là một thiết bị kiểm soát hiện tại. Dòng phát có liên quan đến dòng cơ sở như

I_e = (B+1) * I_b       ( B = beta )

Trong chế độ phân cực thuận cho một diode (sử dụng các đặc tính theo cấp số nhân), ngay khi điện áp vượt qua ngưỡng (khoảng 0,7 V hoặc hơn đối với silicon), giá trị hiện tại sẽ tăng lên đáng kể.

Vì vậy, nếu bạn cắm trực tiếp nguồn điện áp giữa các cực gốc và cực phát mà không có điện trở giới hạn, một lượng lớn dòng điện sẽ bắt đầu chạy qua đế và vì B (beta) thường là 100 hoặc lớn hơn cho các bóng bán dẫn ở chế độ hoạt động, dòng phát sẽ còn lớn hơn (sử dụng phương trình trên) có thể làm hỏng thiết bị.


Mô tả của bạn ở đây liên quan đến phiên bản beta của bóng bán dẫn có thể gây hiểu nhầm. Nó là bộ phát cơ sở được kết nối với một nguồn điện áp (bộ thu mở), dòng cơ sở sẽ bằng với bộ phát.
Michael Karas

Trên thực tế, dòng cực phát sẽ giảm xuống gần như ngay lập tức khi tiếp giáp cực phát cực phát ra và phát nổ bóng bán dẫn.
JRE

@Plutonium smuggler: Tôi thấy một loại mâu thuẫn trong phản ứng của bạn. Đầu tiên, bạn nói rằng bóng bán dẫn sẽ là một thiết bị được điều khiển hiện tại (không đúng!) Và theo câu tiếp theo, đó là điện áp BE gây ra sự gia tăng mạnh mẽ (vượt quá 0,7 V). Bạn có thể làm rõ?
LvW

@LvW. Ý tôi là mặc dù trong một diode, dòng điện được điều khiển bởi một điện áp. Nhưng nhìn thấy một bức tranh lớn hơn (toàn bộ bóng bán dẫn), dòng phát phát được điều khiển bởi dòng cơ sở. Nếu tại bất kỳ thời điểm nào, tôi không chính xác, vui lòng sửa đổi câu trả lời.
Kẻ buôn lậu Plutonium

Không - tôi không thể nghĩ rằng tôi nên sửa đổi câu trả lời từ người khác. Tuy nhiên, sẽ rất thú vị khi biết làm thế nào bạn có thể biện minh cho khẳng định của mình (kiểm soát hiện tại của BJT). Theo như tôi biết thì hoàn toàn không có dấu hiệu nào cho điều đó. Ngược lại, không có vấn đề gì để chỉ ra điều đó và tại sao BJT được điều khiển điện áp. Có nhiều người (nhân chứng có uy tín cao) ủng hộ phương pháp kiểm soát điện áp. Ngay cả từ quan điểm năng lượng, không thể có một lượng lớn được kiểm soát bởi một lượng nhỏ hơn cùng loại.
LvW
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.