Wat is bèta (β) in BJT's

In bipolaire junctie-transistors wordt de factor die het gevoeligheidsniveau van het apparaat voor basisstroom bepaalt, en het versterkingsniveau bij de collector bèta of de hFE genoemd. Dit bepaalt ook de versterking van het apparaat.

Met andere woorden, als de BJT een relatief hogere stroom gebruikt om zijn collectorbelasting optimaal te schakelen, is deze laag b (bèta), als het daarentegen in staat is om de nominale collectorstroom optimaal te schakelen met een lagere basisstroom, dan wordt de bèta als hoog beschouwd.

In dit artikel bespreken we met betrekking tot bèta ( b ) en wat is hFE in BJT-configuraties. We zullen de gelijkenis vinden tussen ac- en dc-bèta's, en ook via formules bewijzen waarom de factor bèta zo belangrijk is in BJT-circuits.

Een BJT-circuit in de DC-bias-modus vormt een relatie tussen zijn collector- en basisstromen I C en ik B. via een hoeveelheid genaamd bèta , en het wordt geïdentificeerd met de volgende uitdrukking:

b gelijkstroom ​ ik C ​ ik B ------ (3.10)

waar de grootheden worden vastgesteld via een specifiek werkpunt op de karakteristieke grafiek.

In echte transistorschakelingen kan de waarde van bèta voor een bepaalde BJT typisch variëren binnen een bereik van 50 tot 400, waarbij het geschatte middenbereik de meest gebruikelijke waarde is.

Deze waarden geven ons een idee over de grootte van de stromen tussen de collector en de basis van de BJT.

Om preciezer te zijn, als een BJT is gespecificeerd met een bètawaarde van 200, betekent dit dat de capaciteit van zijn collectorstroom I C is 200 keer meer de basisstroom I B.

Als u datasheets bekijkt, zult u zien dat de b gelijkstroom van een transistor die wordt weergegeven als de hFE.

In deze term de brief h is geïnspireerd op het woord hybride zoals in transistor h ybrid equivalent wisselstroomcircuit, we zullen hierover meer bespreken in onze komende artikelen. De abonnementen F. in ( hFE ) wordt uit de zin gehaald f orward-current versterking en de term IS is ontleend aan de uitdrukking common- is mitter in een BJT common-emitter-configuratie.

Wanneer wisselstroom of een wisselstroom is betrokken, wordt de bètagrootte uitgedrukt zoals hieronder weergegeven:

Formeel is de term b naar c wordt aangeduid als common-emitter, forward-current versterkingsfactor.

Omdat in common-emitter-circuits de collectorstroom meestal de uitgang van het BJT-circuit wordt en de basisstroom werkt als de ingang, de versterking factor wordt uitgedrukt zoals weergegeven in de bovenstaande nomenclatuur.

Het formaat van vergelijking 3.11 lijkt behoorlijk op het formaat van een en zoals besproken in onze eerder paragraaf 3.4 ​In deze sectie hebben we de procedure voor het bepalen van de waarde van een en van de karakteristiekencurves vanwege de betrokken complexiteit van het meten van de echte veranderingen tussen de I C en ik IS over de curve.

Voor vergelijking 3.11 vinden we het echter mogelijk om het met enige duidelijkheid uit te leggen, en bovendien stelt het ons ook in staat om de waarde van een en van een afleiding.

In BJT-datasheets, b en wordt normaal weergegeven als hfe ​Hier kunnen we zien dat het verschil alleen zit in de letters van de bijv , die in kleine letters staan ​​in vergelijking met de hoofdletters zoals gebruikt voor b gelijkstroom. Ook hier wordt de letter h gebruikt om de h zoals in de zin h ybrid equivalent circuit, en bijv is afgeleid van de zinnen f orward huidige winst en gemeenschappelijke is mitter configuratie.

Fig 3.14a toont de beste methode voor het implementeren van Eq.3.11 door middel van een numeriek voorbeeld, met een reeks kenmerken, en dit wordt opnieuw geproduceerd in Fig. 3.17.

Laten we nu eens kijken hoe we kunnen bepalen b en voor een gebied van de kenmerken geïdentificeerd door een werkpunt met waarden I B. = 25 μa en V DIT = 7,5 V zoals getoond in Fig 3.17.

De regel die V beperkt DIT = constante vereist dat de verticale lijn zo wordt getekend dat deze door het werkpunt op V snijdt DIT = 7,5 V. Dit levert de waarde V op DIT = 7,5 V om gedurende deze verticale lijn constant te blijven.

De variatie in I B. (ΔI B. ) zoals blijkt uit Vgl. 3.11 wordt vervolgens beschreven door een aantal punten te selecteren aan de twee zijden van het Q-punt (werkpunt) langs de verticale as met ongeveer uniforme afstanden aan weerszijden van het Q-punt.

Voor de aangegeven situatie zijn de curven met de grootheden I B. = 20 μA en 30 μA voldoen aan de eisen door dicht bij het Q-punt te blijven. Deze bepalen bovendien de niveaus van I B. die zonder problemen worden gedefinieerd in plaats van de noodzaak om de I te interpoleren B. niveau tussen de curven.

Het kan belangrijk zijn op te merken dat de beste resultaten doorgaans worden bepaald door ΔI te selecteren B. zo klein mogelijk.

We kunnen de twee magnitudes van IC achterhalen op de plaats waar de twee snijpunten van I B. en de verticale as kruist door een horizontale lijn over de verticale as te trekken en door de resulterende waarden van I te evalueren C.

De b en vastgesteld voor de specifieke regio kan vervolgens worden geïdentificeerd door de formule op te lossen:

De waarden van b en en b dc kan redelijk dicht bij elkaar worden gevonden, en daarom kunnen ze vaak worden verwisseld. Dit betekent dat de waarde van b en wordt geïdentificeerd, kunnen we mogelijk dezelfde waarde gebruiken voor het beoordelen b dc ook.

Onthoud echter dat deze waarden kunnen variëren tussen BJT's, zelfs als ze van dezelfde batch of dezelfde partij zijn.

Meestal hangt de gelijkenis in de waarden van de twee bèta's af van hoe klein de specificatie van I Directeur is voor de specifieke transistor. Kleinere ik Directeur zal meer gelijkenis vertonen en vice versa.

Aangezien de voorkeur uitgaat naar de minste ik Directeur waarde voor een BJT, blijkt de gelijkenisafhankelijkheid van de twee bèta's een echte en acceptabele gebeurtenis te zijn.

Als we de karakteristiek zouden laten verschijnen zoals getoond in figuur 3.18, zouden we de b en vergelijkbaar in alle regio's van de kenmerken,

Je kunt zien dat de stap van ik B. is ingesteld op 10 µA en de curven hebben identieke verticale afstanden over alle karakteristieke punten, dat is 2 mA.

Als we de waarde van b en op het aangegeven Q-punt, zou het resultaat opleveren zoals hieronder weergegeven:

Dit bewijst dat de waarden van de ac- en dc-bèta's identiek zullen zijn als de karakteristiek van de BJT verschijnt zoals in figuur 3.18. Concreet kunnen we hier opmerken dat de I Directeur = 0 µA

In de volgende analyse zullen we de ac- of dc-subscripts voor de bèta's negeren om de symbolen eenvoudig en schoon te houden. Daarom zal voor elke BJT-configuratie het symbool β worden beschouwd als de bèta voor zowel ac- als dc-berekeningen.

We hebben al besproken over alpha in een van onze eerdere berichten ​Laten we nu eens kijken hoe we een relatie kunnen creëren tussen de alfa en bèta door de tot dusver geleerde fundamentele principes toe te passen.

Met β = I C / Ik B.

we krijgen ik B. = Ik C / β,

Evenzo kunnen we voor de term alpha de volgende waarde afleiden:

α = ik C / Ik IS , en ik IS = Ik C / α

Als we de termen vervangen en herschikken, vinden we de volgende relatie:

De bovenstaande resultaten zijn zoals aangegeven in Afb. 3.14a ​Beta wordt een cruciale parameter omdat het ons in staat stelt een directe relatie te identificeren tussen de grootte van de stromen over de ingangs- en uitgangstrappen voor een common-emitter-configuratie. Dit kan worden erkend uit de volgende evaluaties:

Hiermee is onze analyse afgerond met betrekking tot wat bèta is in BJT-configuraties. Als u suggesties of meer informatie heeft, deel dit dan in het opmerkingengedeelte.