ทำไมคุณไม่ไปติดแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้วต่อตัวปล่อยความร้อนในทรานซิสเตอร์?

ฉันเพิ่งอ่านหน้าแรกของ "ศิลปะอิเล็กทรอนิกส์ - Paul Horowitz" ในบทที่ 2 ทรานซิสเตอร์บอกว่ามีคุณสมบัติสี่อย่างของNPN ทรานซิสเตอร์ (สำหรับ PNP มันจะกลับด้าน)

สถานที่ให้บริการที่ 2 พูดว่า:

วงจรตัวส่งสัญญาณฐานและตัวสะสมพื้นฐานทำงานเหมือนไดโอด โดยทั่วไปแล้วไดโอดเบส - อิมิตเตอร์กำลังดำเนินการและไดโอดเบส - คอลเลคเตอร์จะกลับด้าน

จากนั้นมันก็บอกว่า:

หมายเหตุโดยเฉพาะอย่างยิ่งผลกระทบของคุณสมบัติ 2 ซึ่งหมายความว่าคุณไม่สามารถไปต่อแรงดันไฟฟ้าผ่านขั้วต่อตัวปล่อยความร้อนได้เพราะกระแสไฟฟ้ามหาศาลจะไหลหากฐานเป็นบวกมากกว่าตัวปล่อยมากกว่า 0.6 ถึง 0.8 โวลต์

ฉันไม่เข้าใจว่าทำไม กระแสปัจจุบันจากฐานถึงตัวปล่อยเนื่องจากตัวปล่อยกระแสไฟฟ้าเป็นตัวนำไดโอดดังนั้นทำไมฉันไม่สามารถติดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วทั้งสอง หากฉันไม่ใช้แรงดันไฟฟ้าจะมีกระแสไหลได้อย่างไร

นอกจากนี้

เพราะกระแสมหาศาลจะไหลหากฐานเป็นบวกมากกว่าตัวปล่อยมากกว่าประมาณ 0.6 ถึง 0.8 โวลต์

คำอธิบายนี้หมายถึงอะไร ทำไมคำอธิบายว่าแรงดันไฟฟ้าไม่สามารถใช้กับเทอร์มินัลตัวส่งสัญญาณฐานได้?

อย่างที่คุณบอกไปมันบอกว่าทรานซิสเตอร์นั้นเป็นไดโอดสองตัว

คุณควร แต่ไม่อาจรู้ได้ว่าแรงดันไฟฟ้าตกตามปกติที่ต้องการเหนือไดโอดเพื่อให้มีการดำเนินการคือ ~ 0.7V แต่อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับไดโอดแน่นอน ดังนั้นถ้าคุณแค่ 'ยึด' แรงดันไฟฟ้าข้ามเทอร์มินัลเช่นเมื่อคุณเพิ่มแรงดันให้กับกระแสไดโอด:

เนื่องจากความต้านทานข้ามไดโอดนั้นต่ำมากเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้านี้เราสามารถหาว่ากระแสจะสูงมาก: I = V / R ง่ายที่จะเห็นว่า R ที่ต่ำกว่าจะสูงกว่ากระแสและนี่อาจเป็นอย่างมาก ฉันเชื่อว่าแผ่นข้อมูลของทรานซิสเตอร์เฉพาะนั้นจะให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับขนาดของกระแสที่สามารถรับได้

สิ่งนี้คือการพูดว่าคุณจะต้องมีตัวต้านทาน จำกัด กระแสไฟฟ้าที่ด้านหน้าของสถานีฐานในทรานซิสเตอร์ซึ่งทำสิ่งที่ชื่อของมันอธิบายอย่าง จำกัด ขอบเขตปัจจุบัน เมื่อแรงดันตกคร่อมทรานซิสเตอร์จะยังคงอยู่ที่ 0.6-0.8V เราสามารถหาขนาดตัวต้านทานที่เราต้องการได้อย่างง่ายดาย R = (Vin - Vdrop) / I, 'I' เป็นกระแสไฟฟ้าพื้นฐานที่สามารถรับได้ Vdrop เป็นแรงดันไฟฟ้าตกจากฐานถึงตัวปล่อยรังสีและ Vin เป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่เข้าสู่ฐานคุณต้องดูด้วย hfe ของทรานซิสเตอร์เพื่อดูว่ามันจะสามารถให้ปริมาณกระแสที่คุณต้องการซึ่งบังเอิญสามารถถูก จำกัด หรือ 'ปรับแต่ง' ด้วยตัวต้านทานที่ขาตัวส่งสัญญาณเพื่อให้ทรานซิสเตอร์นั้นพึ่งพา hfe น้อยลง แต่ ฉันแน่ใจว่าคุณจะไปต่อที่ในอนาคต!

ทีนี้คุณกำลังใช้แรงดันข้าม BE และคุณต้อง จำกัด กระแสกับตัวต้านทานพื้นฐาน คุณสามารถค้นหาค่าสูงสุดพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ได้ในแผ่นข้อมูล

เรื่องเดียวกันสำหรับไดโอด หากคุณต้องการพลังงาน LED คุณจะต้องมีตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันในวงจรของคุณ

คำพูดไม่ดีในความคิดของฉัน แน่นอนว่าจะต้องมีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าข้ามทางแยกของตัวปล่อยเบสเพื่อที่จะให้มีกระแสไฟฟ้าผ่าน

อย่างไรก็ตามเมื่อเปิด '', 'ผ่าน' สามารถเปลี่ยนแปลงอย่างมากสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างเล็กในแรงดันไฟฟ้าฐานอีซีแอล

ดังนั้นหนึ่งจะต้องมีความต้านทานแบบบางอย่างเช่นปัจจุบันไม่สามารถเกินจำนวนที่ปลอดภัย

ในทางคณิตศาสตร์กระแสฐานประมาณ

กล่าวอีกนัยหนึ่งกระแสเพิ่มขึ้นชี้แจงกับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น พีชคณิตแบบเร็วให้ผลลัพธ์ดังนี้

• กระแสไฟฟ้าเพิ่มเป็นสองเท่าสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเพียง$0.05V$

ดังนั้นการควบคุมกระแสฐานด้วยแหล่งจ่ายแรงดันต้องการการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำอย่างยิ่ง$v_S$

ทีนี้ถ้าตัวต้านทานอยู่ในอนุกรมด้วยตัวแยกเบส - อิมิตเตอร์สมการสำหรับเบสปัจจุบันจะกลายเป็น$R$

สำหรับทรานซิสเตอร์ทั่วไปและกระแสพื้นฐานทั่วไปเรามี

ดังนั้นกระแสฐานจะต้องอยู่ในช่วง

ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อเราดูที่การเปลี่ยนแปลงของกระแสฐานสำหรับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าเราจะพบว่าแทนที่จะมีความสัมพันธ์แบบเอกซ์เชียลที่เราไม่มีโดยตัวต้านทานความสัมพันธ์กับตัวต้านทานจะเป็นเส้นตรง อันที่จริงเรามี$v_S$

สำหรับค่าทั่วไปของและR$v_S$$R$

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ควบคุมปัจจุบัน กระแสอีซีแอลเกี่ยวข้องกับเบสปัจจุบันเป็น

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

ในโหมดไบแอสไปข้างหน้าสำหรับไดโอด (โดยใช้คุณสมบัติเอ็กซ์โปเนนเชียล) ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าข้ามขีด จำกัด (ประมาณ 0.7 V หรือประมาณสำหรับซิลิคอน) ค่าปัจจุบันจะพุ่งขึ้นอย่างมาก

ดังนั้นหากคุณเสียบแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วฐานและตัวปล่อยความร้อนโดยไม่ จำกัด ตัวต้านทานกระแสไฟฟ้าจำนวนมากจะเริ่มไหลผ่านฐานและเนื่องจากโดยทั่วไปแล้ว B (เบต้า) จะเป็น 100 หรือมากกว่าสำหรับทรานซิสเตอร์ในโหมดแอกทีฟ ตัวปล่อยกระแสไฟฟ้าจะยิ่งใหญ่ขึ้น (โดยใช้สมการข้างต้น) ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้