พื้นฐานของทรานซิสเตอร์

มีบางอย่างที่กวนใจฉันมาชั่วขณะ เมื่อฉันดูวงจรที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่ซับซ้อนกว่าส่วนประกอบ RLC (และอาจเป็น op-amps) ฉันพยายามหาว่ามันทำอะไรเว้นแต่ว่ามันเป็นโครงร่างที่ฉันเคยเห็นมาก่อน

ในทางตรงกันข้ามฉันรู้สึกมั่นใจค่อนข้างมากว่าไม่ว่าวงจร RLC ที่ฉันให้มาจะซับซ้อนแค่ไหน

ตอนนี้เมื่อฉันวิเคราะห์วงจร RLC เครื่องมือของฉันโดยทั่วไปแล้ว

• $V = IR$

• $I = C \frac{dv}{dt}$

• $V = L\frac{di}{dt}$

• การรวมกันแบบขนานและอนุกรมของส่วนประกอบเหล่านั้น (ฉันเดาว่านี่ไม่ได้แยกจากกฎหมายของ Kirchoff แต่ ... )

• กฎหมายของ Kirchoff

ดังนั้นสิ่งที่ฉันถามคือสิ่งที่ฉันขาดเครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์วงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น? ส่วนใหญ่ฉันต้องการทราบวิธีการวิเคราะห์วงจรที่เกี่ยวข้องกับ BJT และ FET ดูเหมือนว่ามีโหมดการทำงานมากมายสำหรับทรานซิสเตอร์ที่ยากต่อการทำให้มันตรงทั้งหมด ใครรู้เว็บไซต์ที่ดีที่วางทุกอย่าง?

ขอบคุณ

แก้ไขฉันต้องการพูดถึงว่าในทางปฏิบัติมีสิ่งต่าง ๆ เช่นเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ตอนนี้ฉันไม่สนใจฉันเห็นด้วยกับ stevenvh ว่าต้องการการจำลอง แต่ฉันต้องการที่จะมีแนวคิดที่ดีพอที่จะออกแบบวงจรที่ฉันสามารถปรับแต่งด้วยการจำลอง ฯลฯ$V \neq IR$

ทรานซิสเตอร์นั้นไม่ยากที่จะเข้าใจในการประมาณครั้งแรกและนั่นก็เพียงพอที่จะเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นในหลาย ๆ วงจร

นึกถึงทรานซิสเตอร์ NPN ด้วยวิธีนี้: คุณใส่กระแสเล็ก ๆ น้อย ๆ ผ่าน BE และนั่นจะช่วยให้กระแส CE ผ่านได้มาก อัตราส่วนของจำนวนมากต่อเล็กน้อยคืออัตราขยายของทรานซิสเตอร์ซึ่งบางครั้งเรียกว่าเบต้าและบางครั้งก็ hFE รอยย่นเล็ก ๆ น้อย ๆ อย่างหนึ่งคือเส้นทาง BE ดูเหมือนกับซิลิคอนไดโอดดังนั้นโดยปกติจะลดลงประมาณ 500-700mV เส้นทาง CE สามารถลงไปประมาณ 200mV เมื่อมันอนุญาตให้มีกระแสไฟฟ้ามากกว่าวงจรภายนอกที่ให้ไว้ รายละเอียดไปเรื่อย ๆ แต่คุณสามารถทำอะไรได้มากมายด้วยมุมมองง่ายๆของทรานซิสเตอร์ NPN

PNP เป็นสิ่งเดียวกันโดยที่ขั้วมีการหมุนไปรอบ ๆ อีซีแอลอยู่ที่แรงดันสูงแทนต่ำ กระแสควบคุมจะไหลออกจากฐานแทนที่จะไหลเข้าและกระแสตัวเก็บประจุจะไหลออกจากตัวสะสมแทนที่จะเข้าสู่มัน

ลองติดตั้งทรานซิสเตอร์สองขั้วสักหน่อยก่อนแล้วค่อยทำความเข้าใจก่อนเพราะนั่นคือสิ่งที่คุณต้องการ FET นั้นง่ายต่อการเข้าใจตั้งแต่เริ่มแรก แต่ฉันไม่ต้องการสับสนในสิ่งนี้

ในขณะที่โมเดลด้านบนมีประโยชน์ในการทำความเข้าใจวงจรทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่ แต่ก็มีข้อแนะนำมากมายที่สามารถใช้ทรานซิสเตอร์ที่อาจไม่ชัดเจน วิธีที่ชัดเจนในการใช้ NPN คือการเชื่อมต่อตัวปล่อยกับกราวด์และตัวสะสมเข้ากับแหล่งจ่ายไฟบวกด้วยตัวต้านทานในซีรีย์ ตอนนี้การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในกระแสฐานอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในแรงดันสะสม

ส่วนที่ยุ่งยากนั้นไม่ได้เข้าใจว่าทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไร แต่ลองจินตนาการถึงสิ่งที่ยอดเยี่ยมทั้งหมดที่คุณสามารถทำได้กับอุปกรณ์ที่ใช้งานได้ การเข้าถึงสิ่งเหล่านั้นจะมากเกินไปสำหรับโพสต์ที่นี่ ฉันขอแนะนำให้คุณคิดถึงแบบจำลองที่เรียบง่ายที่ฉันได้อธิบายไว้ข้างต้นจากนั้นค้นหาโทโพโลยีของวงจรทรานซิสเตอร์ทั่วไปและคิดว่ามีการใช้คุณสมบัติที่เรียบง่ายของทรานซิสเตอร์เพื่อทำสิ่งที่มีประโยชน์อย่างไร

สิ่งที่ต้องค้นหาและวิเคราะห์โดยเฉพาะตามโมเดลง่าย ๆ คือ:

• คอนฟิกูเรชันตัวปล่อยทั่วไป นี่คือแอมป์พื้นฐาน ปัญหาเฉพาะคือทำอย่างไรให้ทรานซิสเตอร์อยู่ในช่วงที่ใช้ความสามารถในการขยายสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้เรียกว่า "การให้น้ำหนัก"

• ผู้ติดตามตัวส่ง เกนไม่ได้เพียงแค่สร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเท่านั้น ในกรณีนี้คุณจะได้รับแรงดันไฟฟ้าน้อยลงเล็กน้อย แต่จะมีกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นและมีความต้านทานต่ำ

• ทีนี้ลองดูวงจรหลายทรานซิสเตอร์และลองทำตามสิ่งที่พวกเขากำลังทำวิธีที่ทรานซิสเตอร์ถูกใช้เพื่อให้ได้เปรียบ

• เมื่อคุณรู้สึกสะดวกสบายมากขึ้นให้ดูที่การกำหนดค่าที่ผิดปกติมากขึ้นเช่นฐานทั่วไป มันไม่ได้ใช้บ่อย แต่มีข้อดีเฉพาะของมัน

สิ่งที่ทำให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้ยากคือคุณต้องระวังพารามิเตอร์ต่าง ๆ มากมายที่มีอิทธิพลต่อกันและไม่มีสิ่งใดเป็นเส้นตรง ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะจำลองพฤติกรรมของพวกเขาและนั่นคือเหตุผลที่เราใช้เครื่องมือจำลองเช่น SPICE คุณยังต้องรู้ว่าคุณกำลังออกแบบวงจร แต่ SPICE จะช่วยคุณตรวจสอบการออกแบบ / การคำนวณซึ่งบางครั้งคุณต้องทำให้ง่ายขึ้น
ฉันไม่แน่ใจว่าเว็บไซต์จะครอบคลุมในเรื่องนี้ ฉันคิดว่าตำราเรียนที่ดีจะให้ข้อมูลที่ดีกว่าแก่คุณ บางทีคนอื่นอาจแนะนำบางอย่าง

การเรียนรู้จากการสัมผัสซ้ำ ๆ ไม่ใช่วิธีที่ไม่ดีในการเรียนรู้สิ่งต่าง ๆ คุณจะได้รับความรู้ที่เป็นประโยชน์จริงและเรียนรู้วงจรทั่วไปในการแก้ปัญหาทั่วไป

สิ่งที่มีทรานซิสเตอร์คือพวกมันไม่ใช่อุปกรณ์เชิงเส้นดังนั้นจะไม่มีสมการง่าย ๆ ที่ใช้ภายใต้สภาพแวดล้อมแทบทุกชนิดเช่นที่คุณมีสำหรับพาสซีฟ วิธีการปกติคือการรับรู้ว่าในช่วงเวลาใดก็ตามทรานซิสเตอร์ทำงานด้วยวิธีการอย่างใดอย่างหนึ่งไม่กี่วิธี - ตัด, ใช้งาน, อิ่มตัว ภายในโหมดใดโหมดหนึ่งเหล่านี้คุณอาจใช้การประมาณบางอย่างเพื่อวิเคราะห์วงจรทรานซิสเตอร์ แต่ต้องเข้าใจว่าการประมาณนั้น จำกัด ภายในขอบเขตเท่านั้น

ตัวอย่างเช่นหากคุณสร้างว่าทรานซิสเตอร์จะทำงานในโหมดแอคทีฟของคุณคุณสามารถสร้างวงจรเทียบเท่าสัญญาณ AC ขนาดเล็กซึ่งทรานซิสเตอร์ถูกแทนที่ (ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด) โดยตัวต้านทานและกระแสไฟฟ้า - แหล่งที่มาขึ้นอยู่กับปัจจุบัน จากนั้นคุณสามารถใช้สมการเชิงเส้นของคุณเพื่อผลดีในวงจรเทียบเท่า ทำไมมันถึงเรียกว่าสัญญาณขนาดเล็กที่เทียบเท่า AC เพราะถ้าคุณใช้สัญญาณขนาดใหญ่พอคุณจะทำลายขีด จำกัด ของรุ่น; สัญญาณขนาดใหญ่อาจทำให้ทรานซิสเตอร์ถูกตัดหรืออิ่มตัวซึ่งจะทำให้โมเดลไม่ถูกต้อง

ยิ่งรุ่นมีความซับซ้อนมากเท่าไหร่การตอบสนองที่แม่นยำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตามการเกาะติดกับ Common Emitter พื้นฐาน NPN:

1. ตัวต้านทานสองตัวที่ฐานทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดัน โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะมีค่าเท่ากันทำให้ฐานประมาณครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้า

2. อีซีแอลนั้นต่ำกว่าฐานประมาณ 0.6V หากมีตัวต้านทานบนตัวปล่อยความร้อนคุณสามารถหาผลของกระแสได้

3. ตัวส่งกระแสจะต้องผ่านตัวสะสมเช่นกัน หากมีตัวต้านทานบนตัวสะสมคุณสามารถหาแรงดันไฟฟ้าได้

นั่นสำหรับ DC

สำหรับ AC การเปลี่ยนมิลลิโวลต์เล็กน้อยบนฐานอาจกลายเป็นโวลต์หลาย ๆ ตัวบนตัวสะสม หากตัวปล่อยกระแส (และ / หรือตัวต้านทานตัวสะสม) มีขนาดใหญ่เกินไปหรืออคติฐานเป็นเลขคี่คุณจะได้รับความอิ่มตัวหรือการตัด - ซึ่งบิดเบือนสัญญาณที่คุณใส่สิ่งนี้ไม่ได้เป็นสิ่งเลวร้ายเสมอไป (คิดว่า: .

คุณสามารถพิจารณาทรานซิสเตอร์ไม่ได้มากไปกว่าอุปกรณ์ที่ช่วยคุณในการควบคุมพารามิเตอร์หรือพูดว่าวงจร 2 ด้วยความช่วยเหลือของวงจร 1 (แค่ประมาณคร่าวๆ) ถ้าทรานซิสเตอร์เข้าร่วมทั้งสองวงจร สำหรับเช่น เช่นเดียวกับในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลมีนาฬิกาพัลส์และบอกว่าคุณต้องการทำบางสิ่งบางอย่างเมื่อนาฬิกาอยู่ในระดับเฉพาะคล้ายกับเคสคุณสามารถสร้างแบบจำลองทรานซิสเตอร์เพื่อให้ที่จุดปฏิบัติการเมื่อแรงดันที่ฐานถึง ในระดับหนึ่งแล้วคุณสามารถเปิดอุปกรณ์และเพื่อให้กระแสสามารถไหลใน ckt2 หรือคุณสามารถคิดว่ามันเป็นรีเลย์หรือสวิตช์ไม่เพียง แต่ทรานซิสเตอร์นี้เป็นเครื่องขยายเสียง

สำหรับวัตถุประสงค์ในการออกแบบโปรดจำไว้ว่าทรานซิสเตอร์ช่วยคุณในการควบคุมพารามิเตอร์ของวงจร 2 ด้วยความช่วยเหลือของ ckt 1 ดังนั้นสำหรับการกำหนดจุดปฏิบัติการคุณสามารถใช้รูปแบบใดก็ได้ อย่าสับสนกับรุ่นต่าง ๆ ที่มีให้สำหรับการแก้ทรานซิสเตอร์รุ่นเหล่านี้มีไว้เพื่อให้คุณมั่นใจมันง่ายกว่าที่จะใช้โมเดลใหม่เพราะมันช่วยให้คำนวณได้ง่ายรูปแบบ h-parameter (ไฮบริด) เป็นอเนกประสงค์ที่สุดและถือว่าเป็น ดีที่สุดในการแก้ทรานซิสเตอร์ใด ๆ แต่ T-model ก็ดีเช่นกัน เพื่อให้ได้ความรู้สึกพื้นฐานว่าวงจรกำลังทำอะไรคุณสามารถประมาณโดยใช้การประมาณเช่น Vbe = 0.7 และการประมาณทั้งหมดเหล่านี้นำไปสู่การคำนวณอย่างง่าย

ฉันรู้หนังสือสองเล่มที่ดีมากเกี่ยวกับการเรียนทรานซิสเตอร์ 1) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร Boylestad หนังสือที่ดีมาก แต่ใช้การประมาณจำนวนมากและดีสำหรับการวิเคราะห์โดยประมาณเล็กน้อย แต่ถ้าคุณต้องการสร้างแบบจำลองทรานซิสเตอร์ในรายละเอียดเหมือนที่คุณต้องการ หากต้องการทราบพารามิเตอร์ที่แน่นอนและทั้งหมดนั้นก็คือหนังสือเล่มที่ดีกว่า 2) วงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์เซดราสมิ ธ สิ่งนี้คุณสามารถเรียกว่าหนังสือพระคัมภีร์สุดยอด แต่ฉันอยากจะแนะนำให้อ่านหนังสือเล่มที่ 1 ก่อนแล้วค่อยไปที่ 2 มิฉะนั้นคุณจะไม่สามารถเรียนรู้ได้มากนักและคุณจะฝังตัวเองในคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน

สำหรับการเรียนรู้วิธีการแก้ปัญหาการวิเคราะห์วงจรการศึกษาให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และเมื่อเวลาผ่านไปคุณจะได้รู้ว่าคุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ได้หลายวิธี

สำหรับการเรียนรู้สิ่งนี้คุณสามารถอ้างถึงหนังสือที่เขียนโดย m ป่า มิมส์พวกเขามีเพียงวงจร และคุณสามารถวิเคราะห์ได้

FET นั้นไม่แตกต่างจาก BJT เพียงแค่ FET ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการผลิตแอมป์เพราะมันมีความต้านทานอินพุตสูงมาก แต่อิมพีแดนซ์เอาท์พุทนั้นใกล้เคียงกันมันมีขนาดเล็ก แต่ในทางตรงกันข้าม BJT มีพลังงานสลับสูง หากแอปพลิเคชันของคุณต้องทำอะไรบางอย่างด้วยการสลับ BJT จะเป็นทางเลือกที่ดี

ในที่สุดฉันจะบอกอีกครั้งว่าถ้าคุณต้องการเรียนรู้ทรานซิสเตอร์แล้วศึกษาวงจรจำนวนมากอาจเป็นไปได้ว่าคุณสามารถสร้าง op-amp เพราะพวกมันไม่มีอะไรนอกจากแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกัน 4 ระดับและคุณสามารถเรียนรู้ ..

ขอให้สนุกกับการเรียน TRANSISTOR !!!