ความต้านทานสะสม - อีซีแอลของทรานซิสเตอร์ NPN คืออะไร?

15

คำถามอาจดูไร้สาระเพราะฉันไม่แน่ใจว่ามีความต้านทานสะสม - อิมิตเตอร์อยู่หรือไม่ นี่คือวงจรอีซีแอลคอมมอนง่ายๆ

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

อย่างที่ฉันได้เรียนรู้ว่าเมื่อ Vb เพิ่มขึ้นนั่นจะทำให้ Ib เพิ่มขึ้นดังนั้น Ic จะต้องเพิ่มขึ้นด้วย เมื่อ Ic เพิ่มขึ้นเนื่องจากมีตัวต้านทานโหลด แต่ Vcc เป็นค่าคงที่และ Ic = (Vcc-Vc) / RL (โหลดตัวต้านทาน) ดังนั้น Vc จะต้องลดลงและในทางกลับกัน นั่นเป็นวิธีที่ตัวปล่อยทั่วไปทำงานอย่างไร

ตอนนี้สิ่งที่ฉันกังวลคือแรงดันตกระหว่าง Vcc และ Ground นั้นคงที่ตลอดจนค่าตัวต้านทานโหลด สมมติว่าไม่มีสิ่งใดระหว่างอิมิตเตอร์และกราวด์ที่ทำให้ Ve = 0 และ Vb = 0.6-0.7 ในขณะที่วีซีมีขนาดใหญ่กว่ามาก (ขึ้นอยู่กับตัวต้านทานโหลด) ดังนั้นต้องมีบางสิ่งบางอย่างที่ทำให้เปลืองพลังงานเพื่อให้ Ve = 0 ที่ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกระหว่างตัวสะสมและตัวส่ง มีบางอย่างที่เหมือนตัวต้านทานที่แตกต่างกันระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อยเพื่อทำสิ่งนั้นหรือไม่

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการทำให้แรงดันตกระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อยจะต้องมีบางอย่างที่ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานระหว่างพวกมันใช่ไหม? ถ้าไม่มีอะไรสร้างความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า?

ในการกำหนดค่าอื่น ๆ ตัวเก็บรวบรวมอีซีแอลมีความต้านทานเช่นกัน?

transistors

— aukxn
แหล่งที่มา

ในอุดมคติแล้วตัวสะสมจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสเท่านั้นดังนั้นความต้านทานตัวส่งและตัวสะสมจึงไม่มีที่สิ้นสุด แรงดันเอาท์พุทจะถูกกำหนดโดยความต้านทานสะสม ตรวจสอบที่นี่ โดยปกติ

และ

h_{r e} = 0 \frac{V}{V}

$h_{re}=0\frac{V}{V}$

h_{o e} = 0 Ω^{- 1}

$h_{oe}=0\Omega^{-1}$

— Vladimir Cravero

10

สมการปัจจุบันของตัวรวบรวม BJT คือ

i_{C} = I_{S} \cdot e^{\frac{v_{B E}}{V_{T}}} (1 + \frac{v_{C B}}{V_{A}})

$i_C = I_S\cdot e^{\frac{v_{BE}}{V_T}}\left(1 + \frac{v_{CB}}{V_A}\right)$

ที่เป็นแรงดันไฟฟ้าในช่วงต้น แต่สูตรนี้มักเขียนเป็น $V_A$

i_{C} = I_{S} \cdot e^{\frac{v_{B E}}{V_{T}}} (1 + \frac{v_{C E}}{V_{A}})

$i_C = I_S\cdot e^{\frac{v_{BE}}{V_T}}\left(1 + \frac{v_{CE}}{V_A}\right)$

ดังนั้น

\frac{\partial i_{C}}{\partial v_{C E}} = \frac{I_{S} \cdot e^{\frac{V_{B E}}{V_{T}}}}{V_{A}} = \frac{i_{C}}{V_{A} + v_{C E}}

$\frac{\partial i_C}{\partial v_{CE}} = \frac{I_S\cdot e^{\frac{V_{BE}}{V_T}}}{V_A} = \frac{i_C}{V_A + v_{CE}}$

เห็นได้ชัดว่าเป็นฟังก์ชั่นที่ไม่ใช่เชิงเส้นของแรงดันไฟฟ้าตัวสะสมและตัวเก็บกระแสดังนั้นจึงไม่สามารถตีความได้ว่าเป็นตัวนำไฟฟ้า

อย่างไรก็ตามสำหรับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยรอบค่าคงที่ของกระแสและแรงดันไฟฟ้าตัวเก็บรวบรวมเราสามารถเขียนได้ $I_C$ $V_{CE}$

I_{C} + i_{c} \approx I_{C} (1 + \frac{v_{c e}}{V_{A} + V_{C E}}) = I_{C} + \frac{v_{c e}}{r_{o}}

$I_C + i_c \approx I_C\left(1 + \frac{v_{ce}}{V_A + V_{CE}} \right) = I_C + \frac{v_{ce}}{r_o}$

ที่ไหน

r_{o} = \frac{V_{A} + V_{C E}}{I_{C}}

$r_o = \frac{V_A + V_{CE}}{I_C}$

เราขอเรียกร้องเก็บ-อีซีแอลแบบไดนามิกหรือค่าเล็กหรือสัญญาณต้านทาน $r_o$

มันไม่ได้เป็นความต้านทานที่แท้จริงเนื่องจากมันไม่คงที่ แต่จะแตกต่างกันไปตามจุดการทำงานของทรานซิสเตอร์ที่สามารถเห็นได้จากสูตร

— อัลเฟรดเซ็นทอรี
แหล่งที่มา

ฉันชอบที่จะเพิ่มว่าทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่เชิงเส้นอย่างยิ่ง ดังนั้น - สำหรับแต่ละส่วนที่ไม่ใช่เชิงเส้น - คุณต้องแยกแยะระหว่างความต้านทานคงที่ (Rce = VCE / IC) และความต้านทาน (ไดนามิก) ต่างกัน (rce = ro = d (VCE) / d (IC) ไม่รับ สับสนมันถูกต้องว่าในคำตอบข้างต้นการแสดงออกสำหรับ ro มีค่า DC เท่านั้นนี่คือผลของความแตกต่างฟังก์ชั่นชี้แจงโปรดทราบว่าการตอบสนองแบบคงที่ Rce ไม่มีบทบาทสำคัญในการออกแบบวงจร

— LvW

4

คุณมีคำตอบที่ดีสองสามข้อ ฉันจะพยายามเพิ่มความเข้าใจอย่างลึกซึ้ง

เมื่อทรานซิสเตอร์มีอคติอย่างที่มันไม่อิ่มตัวมันจะทำตัวเหมือนอ่างล้างจานในปัจจุบัน (จำได้ว่าอ่างล้างจานที่สมบูรณ์แบบในปัจจุบันมีอิมพีแดนซ์ไม่สิ้นสุด) ดังนั้นชุมทางโหลดโหลดดูเหมือนกับแหล่งจ่ายแรงดัน ตัวต้านทานโหลด แรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับเบสปัจจุบันและเบต้า นี่คือสิ่งที่เทียบเท่ากับสิ่งที่อัลเฟรดเขียน แต่ด้วยแรงดันไฟฟ้าไม่มีที่สิ้นสุดก่อน อิมพิแดนซ์ตัวสะสมเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าต้นนั้นขนานกับตัวต้านทานโหลดดังนั้นเพื่อให้ได้คำตอบที่เป็นจริงโดยไม่ต้องมีตัวต้านทานโหลดคุณต้องรวมมันไว้ดังที่อัลเฟรดทำ

เมื่อทรานซิสเตอร์อิ่มตัวมันจะทำงานเหมือนแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่ << 1 โวลต์ที่มีความต้านทานแหล่งสัญญาณขนาดเล็กค่อนข้างต่ำ

— Spehro Pefhany
แหล่งที่มา

3

ในการตอบคำถามง่ายๆ: ตัวสะสมจะทำงานเหมือนอ่างล้างจานในปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสมจะจ่ายให้กับค่าใดก็ตามที่ทำให้ปริมาณการไหลของกระแสนั้น (แม้ว่ามันจะไม่สามารถลดลงต่ำกว่าประมาณ V _e + 0.2V)

ในวงจรตัวอย่างของคุณจุดรวมตัวส่งสัญญาณสะสมอาจถูกพิจารณาว่าเป็นความต้านทานผันแปรซึ่งค่าขึ้นอยู่กับสถานการณ์ทางไฟฟ้าที่มีอยู่ที่เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง นอกจากนี้ยังร้อนขึ้นเช่นตัวต้านทาน: ฉัน_c * V _c = ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นในวัตส์ทำให้ทรานซิสเตอร์ร้อนขึ้น

— Rennex
แหล่งที่มา

2

หากแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานโหลดคงที่ดังนั้นเมื่อกระแสไฟฟ้าพื้นฐานแตกต่างกันแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจะแตกต่างกัน

ในกรณีนี้สำหรับนักสะสมใด ๆ ในปัจจุบันจะต้องมีความต้านทานระหว่างตัวรวบรวมและตัวปล่อยเช่นนั้น:

แก้ไข:

R 2 = \frac{E 2 R 1}{E 1 - E 2}

$R2 = \frac{E2R1}{E1 - E2}$

โดยที่ R2 เป็นความต้านทานแบบสะสมต่อทรานซิสเตอร์ของ E1, E1 คือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย, E2 คือแรงดันไฟฟ้าแบบสะสมถึงตัวส่งและ R1 คือความต้านทานโหลด

— เขตข้อมูล EM
แหล่งที่มา

คำตอบนั้นท้าทายเล็กน้อยในเชิงมิติ ส่วนกลับของสิ่งนั้น n'est ce pas?

— Spehro Pefhany

Spehro: สื่อกระแสไฟฟ้าของช่องนั้น?

— ฟิลด์ EM

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

\frac{1}{R 2} =

$\frac{1}{R2} =$

Spehro: จับได้ดีมาก! ฉันได้รับตัวเศษและตัวแบ่งส่วนเบส aargh ... ขอบคุณสำหรับการตรวจสอบความเป็นจริง

— ฟิลด์ EM

ตัวอย่างง่ายๆแสดงให้เห็นถึงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับสูตรที่กำหนด - เพราะมันพิจารณาแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น ตั้งค่า E2 = E1 / 2 และเรามี R1 = R2 ผลที่ไม่ช่วยเลย เส้นทางตัวสะสม - ตัวส่งสัญญาณไม่ใช่แบบเส้นตรงอย่างยิ่งและเราต้องแยกแยะระหว่างความต้านทานแบบคงที่และแบบไดนามิก ยิ่งกว่านั้นคำจำกัดความที่เป็นทางการของความต้านทานคงที่สำหรับ BJT นั้นไร้ประโยชน์อย่างสมบูรณ์ คำแนะนำของฉันสำหรับ aukxn: พึ่งพาคำตอบของ A. Centauri เท่านั้น

— LvW

1

ไม่ใช่คำถามที่เหมาะสมที่จะถาม ในขณะที่เซมิคอนดักเตอร์มีความต้านทานต่อการไหลของกระแสดังนั้นตัวเก็บประจุจึงไม่ วิธีเริ่มต้นคือถามแรงดันตกคร่อมทรานซิสเตอร์ นี่คือค่าที่เผยแพร่โดยทั่วไปสำหรับแต่ละองค์ประกอบ วิธีนี้เมื่อคุณทราบสภาพการใช้งานเฉพาะคุณสามารถคำนวณแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานที่เหมาะสมเพื่อวางในส่วนอื่น ๆ ของวงจร

— twinsemi
แหล่งที่มา