Tại sao các bóng bán dẫn sẽ không chuyển đổi?

11

Tôi đã đọc một ví dụ từ một cuốn sách văn bản. Và đối với mạch này ở trên, tác giả tuyên bố khi R3 nhỏ hơn 100 ohm thì Q3 sẽ không chuyển. Tôi không thể tìm ra "lý do" tại sao. Nhưng tôi đã xác minh với LTSpice tác giả là đúng. Anh ta không giải thích lý do.

Nếu giả sử R3 gần bằng 0 khi bật Q2, tại sao Q3 cũng không bật?

transistors switches bjt

— người dùng16307
nguồn

3

Bạn dường như đang làm việc chăm chỉ, nghiên cứu và phân tích ví dụ này. Hoàn toàn sai với điều đó. Nó chỉ khiến tôi chú ý sau khi nhìn thấy nó hai lần. Chúc may mắn ngoài kia!

— Daniel Tork

17

Để Q3 bật, điện áp rơi giữa đế và bộ phát của nó phải ở khoảng 0,6 V, có nghĩa là phải giảm điện áp tương tự trên R3, có nghĩa là dòng điện chạy qua R3 phải có ít nhất I3 = 0,6V / R3 .

Khi có dòng điện chạy qua R3 ít hơn, điện áp rơi trên R3 nhỏ hơn điện áp rơi tối thiểu của Q3 và Q3 sẽ tắt.

Với R3 = 100, I3 hiện tại yêu cầu sẽ là 6 mA. Tuy nhiên, trong mạch này, dòng điện qua cả R3 và Q3 cũng bị giới hạn bởi R2: dòng điện 6 mA sẽ dẫn đến sụt điện áp 19,8 V so với R2, điều này không thể xảy ra với nguồn cung cấp 15 V.
Sự sụt giảm điện áp lớn nhất có thể xảy ra so với R2 xảy ra khi Q2 bão hòa và khoảng 14 V, dẫn đến dòng điện tối đa có thể là khoảng 14V / 3,3kΩ = 4,2 mA.

— CL.
nguồn

"có nghĩa là cùng một điện áp phải được thả trên R3," tại sao cùng một điện áp phải giảm? Có phải vì kirchoff eq?

— dùng16307

btw nhưng khi R3 quá nhỏ thì dòng điện có thể lớn hơn và tạo ra 0,7 volt để cân bằng điện áp cơ sở phát. tôi bối rối ..

— user16307

1

@jjuserjr Tôi nghĩ rằng một cách dễ dàng hơn để kiểm tra xem liệu Q3 có nên bật hay không là để thấy rằng với R3 ~ 0, Q3 sẽ có các mức điện áp tương tự trong bộ phát và cơ sở của nó, nhưng vì nó là bộ phát nên ở tiềm năng thấp hơn cơ sở để nó bắt đầu tiến hành. Nếu họ có tiềm năng tương tự, quý 3 sẽ tắt.

— user13267

Các đầu của R3 và cơ sở / bộ phát của Q3 được kết nối trực tiếp, vì vậy các điểm này luôn có cùng điện áp. Dòng điện qua R3 không thể lớn hơn vì R2 không cho phép.

— CL.

@ user13267 Khi bạn viết "vì nó là bộ phát nên có tiềm năng thấp hơn cơ sở để nó bắt đầu tiến hành.", tôi nghĩ rằng bạn có nghĩa là bộ phát nên có tiềm năng cao hơn cơ sở.

— Deepak

8

Transitor PNP bật khi $V_{EB}$ $R_3$

$V_{EB}$ $R_3$ $R_2$ $R_3$ $Q_3$

V_{E B} \approx \frac{R_{3}}{R_{2} + R_{3}} \cdot 15 V \approx \frac{R_{3}}{R_{2}} \cdot 15 V

$V_{EB} \approx \frac{R_3}{R_2 + R_3} \cdot \text{15 V} \approx \frac{R_3}{R_2} \cdot \text{15 V}$

R_{3} << R_{2}

$R_3 << R_2$

R_{3} / R_{2}

$R_3 / R_2$

— Greg d'Eon
nguồn

nhưng khi R3 quá nhỏ thì dòng điện có thể lớn hơn và tạo ra 0,7 volt để cân bằng điện áp cơ sở phát. tôi bối rối.

— dùng16307

1

Bạn nên đọc en.wikipedia.org/wiki/Vol volt_divider để hiểu tại sao dòng điện tăng sẽ không gây ra điện áp tăng.

— Greg d'Eon

không tôi có nghĩa là về cơ bản các bóng bán dẫn pnp nên điều chỉnh giảm điện áp trên nó phải không? Vì vậy, những gì bao giờ kháng chiến nó nên điều chỉnh nó. Tại sao nó không thể điều tiết? và nếu nó điều chỉnh dòng điện của R3 thì dù nhỏ đến đâu cũng nên tăng. đó là những gì tôi nghĩ.

— dùng16307

Chúng ta đang nói ở đây về dòng điện qua điện trở (tức là R3) không thông qua bóng bán dẫn , cái sau chỉ có dòng điện này chịu trách nhiệm bật bóng bán dẫn. Nếu R3 quá thấp, thì không có đủ điện áp trên đế để bật bóng bán dẫn. Dòng điện qua bóng bán dẫn được đưa ra bởi R2, không phải R3.

1

Và liên quan đến câu trả lời của Greg: xấp xỉ R3 / (R2 + R3) vì R3 / R2 không hữu ích ở đây, đặc biệt là khi thiết kế dải phân cách này để Q3 thực sự đi vào bão hòa.

— Fizz

6

Vì bạn bối rối về hành vi bật của Q3 so với R3, hãy xem xét mạch tương đương chỉ bao gồm bộ chia điện trở thiết yếu (R3 và R2) và đường giao nhau của bộ phát cơ sở của Q3:

Tôi thay đổi ở đây R3 theo thời gian từ 0 đến 1K. Diode BE quay ở khoảng 0,65V tương ứng với 150 ohms cho R3. Điều này dễ dàng được xác minh là 15V * 150 / (3300 + 150) = 0,65V.

Vì dòng điện qua một diode được bật có sự thay đổi theo cấp số nhân với điện áp trên nó (phương trình của Shockley), và vì dòng điện ở đây bị giới hạn bởi R2, nên điện áp BE sẽ không đổi khi một diode được bật. Khi tiếp giáp được bật, Vbe thực sự thay đổi logarit với dòng diode có giới hạn trên (áp đặt bởi R2) ... có nghĩa là không nhiều. Lưu ý rằng đường cong V (BE) (dấu vết màu đỏ) có vòng quay sắc nét hơn dòng I (BE) (màu đỏ tươi) ... vì mối quan hệ logarit mà nó có với dòng diode.

Trước khi diode bật, điện áp BE là một hàm tuyến tính của R3 vì nó chỉ là một bộ chia liên tục với R2. Ngoài ra, tôi (R2) không thay đổi toàn bộ ngay cả trước khi diode bật vì điểm bật chỉ ở khoảng R3 = 4,5% giá trị của R2. Nhưng trên một biểu đồ riêng của I (R2) [ở khung bên dưới] bạn có thể thấy đó là "thậm chí còn không đổi" hơn qua điểm bật của diode. Vì vậy, điều này xác minh giả định thông thường rằng Vbe là hằng số (và do đó tôi cũng vậy (R2) ở đây) một khi ngã ba BE thực sự được bật. Trước đó, không có giới hạn nào về những gì Vbe có thể như bạn có thể thấy; nó chỉ phụ thuộc vào giá trị của R3 khi diode tắt.

— Fizz
nguồn

5

Hãy xem xét điện áp trên một diode và dòng điện chạy qua. Dưới đây là các đường cong cho một diode Germanium cũ (1N34A) và một diode silicon (1N914): -

Tập trung vào diode silicon (1N914). Với 0,6 volt trên nó, hiện tại là khoảng 0,6mA. Bây giờ giảm điện áp xuống 0,4 volt. Dòng điện rơi xuống 10 uA và, với 0,2 volt trên nó, dòng điện khoảng 100 nA.

Bây giờ, đường giao nhau của bộ phát cơ sở trong một BJT là một diode phân cực thuận. Xu hướng chuyển tiếp đến từ điện áp bạn đặt trên nó và điều này thường thông qua một điện trở phân cực. Trong mạch của bạn, R2 và điện áp nguồn cung cấp xác định dòng điện có thể cùng chảy vào cơ sở và vào R3.

Khi R2 cung cấp một số tiền khá hiện nay, hầu hết nó chảy qua các cơ sở phát ngã ba vì bạn đang ở trên đó là một phần của đường cong diode và đó là một phần của đường cong diode có một sức đề kháng năng động đó là nhỏ hơn nhiều so với R3. Khi điện áp cơ sở hạ thấp, điện trở động của nó tăng cao hơn và R3 bắt đầu trở thành "đường dẫn" mà phần lớn dòng điện từ R2 chảy qua.

Điện trở động là sự thay đổi nhỏ trong điện áp ứng dụng chia cho sự thay đổi dòng điện. Bạn có thể nhìn vào biểu đồ diode ở trên và chọn một số điểm: -

Ở mức 0,60 volt, dòng điện có thể là 600 uA
Ở 0,62 volt hiện tại là khoảng 1000 uA

Điện trở động sẽ là 20mV / 200uA = 100 ohms

Ở mức 0,40 volt hiện tại là khoảng 10 uA
Ở 0,42 volt hiện tại là khoảng 11 uA

Điện trở động sẽ là 20mV / 1uA = 20 kohms.

Vì vậy, khi R3 giảm xuống, nó trở nên chiếm ưu thế hơn khi đường giao nhau của bộ phát cơ sở và nhanh chóng dòng tiếp giáp bị mất. Cho rằng chúng ta có thể ước chừng hành động của bóng bán dẫn với một thiết bị có mức tăng hiện tại, việc hạ thấp R3 vượt quá một điểm nhất định có nghĩa là dòng thu gom giảm nhanh và thực tế, bóng bán dẫn được coi là tắt.

— Andy aka
nguồn

3

Một bóng bán dẫn cần khoảng 0,7v VBE để bắt đầu tiến hành. Khi bạn có lợi ích của một trình giả lập ở đó, hãy thử nghiệm với các giá trị R2 / R3 khác nhau và xem xét điện áp được phát triển trên R3, và liệu bóng bán dẫn có bật hay không.

Về lý do tại sao nó là 0,7v, bạn cần vật lý bán dẫn!

— Neil_UK
nguồn

tôi nghĩ rằng tôi có thể hiểu được từ beaviour bằng cách sử dụng logic aristotalian. "nếu điều này vượt quá bật này" .. cứ thế

— user16307 18/12/15

2

Chà, tôi nghĩ rằng tất cả các câu trả lời phức tạp đã được đưa ra, nhưng với hai xu của tôi: bất cứ điều gì dưới 150 ohms "rút ngắn" cơ sở đến ngã ba phát ra

— máy bay ném bom8013
nguồn