Який колектор-емітерний опір NPN транзистора?

15

питання може виглядати смішно, оскільки я не впевнений, чи існує опір колектор-випромінювач чи ні. Ось простий контур емітерного випромінювача

введіть тут опис зображення

Як я дізнаюся, що коли збільшення Vb призведе до збільшення Ib, то Ic також повинен збільшитися. Коли Ic збільшується, коли є резистор навантаження, але Vcc є постійним, а Ic = (Vcc-Vc) / RL (резистор навантаження), то Vc повинен зменшуватися і навпаки. Ось як працюють загальні випромінювачі

Тепер, що мене хвилює, падіння напруги між Vcc та Ground є постійним, а також значенням резистора навантаження. Припустимо, що між випромінювачем та землею немає нічого, що робить Ve = 0 та Vb = 0,6-0,7, тоді як Vc набагато більший (залежить від резистора навантаження). Отже, має бути щось, що витрачає енергію, щоб зробити Ve = 0, що спричиняє падіння напруги між колектором та випромінювачем. Чи може щось зробити, як різний резистор між колектором і випромінювачем, щоб зробити це.

Іншими словами, щоб зробити падіння напруги між колектором і випромінювачем, між ними має бути щось, як резистор, правда? Якщо ні, то яка різниця у напрузі?

В іншій конфігурації чи має колектор-випромінювач опір?

transistors

— aukxn
джерело

В ідеалі колектор підключений тільки до джерела струму, тому опір колектор-випромінювач нескінченне. Вихідна напруга встановлюється опором колектора. Перевірте тут . Зазвичай

і

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

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

h_{o e} = 0 Ω^{- 1}

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

— Володимир Крейвер

10

Рівняння струму колектора BJT дорівнює

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

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

де - рання напруга . Але ця формула часто пишеться як $V_A$

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

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

Таким чином

\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}}

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

Це, очевидно, нелінійна функція напруги колектор-випромінювач та струм колектора, тому це не можна трактувати як електропровідність.

Однак для невеликих змін навколо деякого фіксованого значення струму колектора та напруги колектор-випромінювач ми можемо записати $I_C$ $V_{CE}$

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}}

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

де

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

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

Ми називаємо колектор-випромінювачем динамічним, або диференційним чи малим опором сигналу . $r_o$

Це не справжній опір, оскільки він не є постійним, але натомість змінюється в залежності від робочої точки транзистора, як це видно за формулою.

— Альфред Кентаврі
джерело

Мені подобається додати, що транзистор - це сильно НЕЛІНІЙНИЙ елемент. Отже - що стосується кожної нелінійної частини - ви повинні розрізняти статичний опір (Rce = VCE / IC) та диференціальний (динамічний) опір (rce = ro = d (VCE) / d (IC). Не отримуйте плутати, правильно, що у наведеній вище відповіді вираз для ro містить лише значення постійного струму. Це результат диференціювання експоненціальної функції. Зауважимо, що статичний опір Rce не відіграє великої ролі в дизайні схем.

— LvW

4

Ви отримали пару хороших відповідей. Я спробую додати трохи інтуїтивного розуміння.

Коли транзистор зміщений таким чином, що він не є насиченим, він поводиться як потоковий раковина (нагадаємо, що досконала раковина струму має нескінченний опір), тому перехід навантаження на колектор виглядає як джерело напруги з імпедансом джерела еквівалентного джерела, рівним резистор навантаження. Напруга залежить від базового струму та бета-версії. Це еквівалентно тому, що писав Альфред, але з нескінченним ранньою напругою. Імпеданс колектора за рахунок ранньої напруги знаходиться паралельно резистору навантаження, тому для отримання відповіді, реальної без резистора навантаження, ви повинні включити його, як це робив Альфред.

Коли транзистор насичений, він поводиться більше, як джерело напруги << 1 вольт з досить низьким опором джерела малого сигналу.

— Спехро Пефаній
джерело

3

Відповісти просто: колектор поводиться як мийний струм, і напруга в колекторі встановлюється до будь-якого значення, що дозволяє досягти цієї величини поточного струму (хоча він не може перевищувати приблизно V _e + 0,2V).

У вашому прикладі схеми перехід колектор-випромінювач можна розглядати як змінний опір, значення якого залежить від електронної ситуації, присутньої на виході підсилювача. Він також нагрівається, як резистор: I _c * V _c = кількість теплоти, виробленої у ватах, нагріваючи транзистор.

— Rennex
джерело

2

Якщо напруга живлення і опір навантаження залишаються постійними, то в міру зміни базового струму напруга і струм колектора будуть змінюватися.

У такому разі, для будь-якого струму колектора повинен бути опір між колектором і випромінювачем таким, що:

Редагувати:

R 2 = \frac{Е 2 R 1}{Е 1 - Е 2}

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

Якщо R2 - опір колектора-випромінювача транзистора, E1 - напруга живлення, E2 - напруга колектор-випромінювач, а R1 - опір навантаження.

— Е. М. Поля
джерело

Ця відповідь є дещо вимірною. Взаємність цього, n'est ce pas?

— Spehro Pefhany

Спехро: Провідність каналу?

— EM Fields

Якщо це R2 =, то одиниці повинні бути Ом. Вони 1 /

Ω

$\Omega$ (вольт скасовується, залишаючи 1 /

Ω

$\Omega$ ).

\frac{1}{R 2} =

$\frac{1}{R2} =$ також буде працювати.

— Spehro Pefhany

Спехро: Відмінний улов! Я отримав чисельник і знаменник у зворотньому напрямку, aargh ... Дякую за перевірку реальності.

— EM Fields

Вже простий приклад розкриває проблеми, пов’язані з даною формулою - тому що вона враховує тільки постійні напруги. Встановіть E2 = E1 / 2 і маємо R1 = R2. Результат, який зовсім не допомагає. Шлях колектор-випромінювач сильно нелінійний, і ми завжди повинні розрізняти статичні та динамічні (диференціальні) опори. Більше того, формальне визначення статичного опору для BJT абсолютно марно. Моя рекомендація aukxn: Покладайтеся лише на відповідь А. Кентавра.

— LvW

1

Це насправді не належне запитання. У той час як напівпровідник має опір потоку струму, це робить і конденсатор. Спочатку слід запитати, що таке падіння напруги на транзисторі. Це значення, яке зазвичай публікується для кожного компонента. Таким чином, коли ви знаєте конкретні умови роботи, ви зможете легко обчислити напругу та відповідні опори, що розміщуються в інших частинах схеми.

— твінсемі
джерело