Чому б транзистор не перемикався?


11

введіть тут опис зображення

Я читав приклад з підручника. І для цієї схеми вище автор стверджує, що коли R3 менше 100 Ом, Q3 не перемикається. Я не міг з'ясувати "причину", чому. Але я підтвердив, що LTSpice автор прав. Він просто не пояснює причину.

Якщо скажімо, що R3 близький до нуля, коли Q2 увімкнено, чому б Q3 також не увімкнувся?


3
Вам здається, що ви важко працюєте, вивчаючи та аналізуючи цей приклад. Нічого поганого в цьому. Я просто привернув мою увагу, побачивши його двічі.
Даніель Торк

Відповіді:


17

Щоб увімкнути Q3, падіння напруги між його базою та випромінювачем повинно бути приблизно 0,6 В, це означає, що однакова напруга повинна бути знижена над R3, а це означає, що струм, що проходить через R3, повинен бути не менше I3 = 0,6 В / R3 .

Коли через R3 буде протікати менше струму, падіння напруги над R3 буде меншим, ніж мінімальне падіння напруги Q3, і Q3 залишиться вимкненим.

Для R3 = 100 Ом необхідний струм I3 становив би 6 мА. Однак у цьому ланцюзі струм через R3 і Q3 також обмежений R2: струм 6 мА призведе до падіння напруги на 19,8 В над R2, що неможливо при напрузі 15 В.
Найбільший можливий перепад напруги над R2 відбувається при насиченні Q2 і становить близько 14 В, що призводить до максимально можливого струму близько 14 В / 3,3 кОм = 4,2 мА.


"а це означає, що однакову напругу потрібно опускати над R3", чому однакова напруга повинна падати? це тому, що kirchoff eq?
користувач16307

btw, але коли R3 занадто малий, то струм може посилитися і створити 0,7 вольт, щоб збалансувати базову напругу випромінювача. я заплутався ..
користувач16307

1
@jjuserjr Я думаю, що простішим способом грубо перевірити, чи повинен Q3 бути включеним чи ні, було б побачити, що при R3 ~ 0 Q3 матиме аналогічні рівні напруги у своєму випромінювачі та базі, але оскільки це pnp, випромінювач повинен бути на нижчий потенціал, ніж база для його початку вести. Якщо вони мають подібний потенціал, Q3 буде вимкнено.
user13267

Кінці R3 та основа / випромінювач Q3 безпосередньо з'єднані, тому ці точки завжди мають однакову напругу. Струм через R3 не може бути більшим, оскільки R2 не дозволяє.
ЗР.

@ user13267 Коли ви писали: "оскільки це pnp, випромінювач повинен мати менший потенціал, ніж база, щоб він почав проводити", я думаю, ви мали на увазі, що випромінювач повинен мати більший потенціал, ніж базовий.
Діпак

8

PNP-транзистори включаються, коли досить великий. Якщо ви зробите R 3 занадто малим, напруги через EB-перехід транзистора недостатньо для його включення.VEBR3

VEBR3R2R3Q3

VEBR3R2+R315 VR3R215 V
R3<<R2R3/R2

але коли R3 занадто малий, то струм може посилитися і створити 0,7 вольт, щоб збалансувати базову напругу випромінювача. я збентежений.
користувач16307

1
Ви повинні прочитати en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider, щоб зрозуміти, чому збільшуючий струм не спричинить підвищену напругу.
Грег д'Еон

Ні, я мав на увазі, що в основному транзистор ПНП повинен регулювати падіння напруги по ньому правильно? так що коли-небудь опір, він повинен його регулювати. Чому це не можна регулювати? і якщо він регулює струм R3, той, який він малий, повинен збільшуватися. це те, що я думав.
користувач16307

Ми говоримо тут про струм через резистор (тобто R3), а не через транзистор , останній з яких (струм) відповідає лише за включення транзистора. Якщо R3 занадто низький, то на базі недостатньо напруги для включення транзистора. Струм через транзистор задається R2, ​​а не R3.

1
Щодо відповіді Грега: наближення R3 / (R2 + R3) до R3 / R2 тут не дуже корисне, особливо при проектуванні цього дільника, щоб Q3 насправді перейшов у насичення.
Фіз

6

Оскільки ви заплутані щодо поведінки Q3 включення щодо R3, розгляньте еквівалентну схему, що складається лише з основного дільника резистора (R3 і R2) та базового випромінювача Q3:

введіть тут опис зображення

Я змінюю тут R3 з часом від 0 до 1К. Діод BE обертається приблизно в 0,65 В, що відповідає 150 Ом для R3. Це легко перевірити як 15 В * 150 / (3300 + 150) = 0,65 В.

Оскільки струм через увімкнений діод має експоненціальну зміну напруги на ньому (рівняння Шоклі), а оскільки струм тут обмежений R2, напруга BE буде приблизно постійною після включення діода. Як тільки перехід увімкнено, Vbe фактично змінюється логарифмічно з діодним струмом, який має верхню межу (накладену R2) ... що означає не дуже. Зауважимо, що крива V (BE) (червоний слід) має більш різкий виток, ніж струм I (BE) (пурпуровий) ... через логарифмічну залежність, яку він має з діодним струмом.

Перш ніж включити діод, напруга BE є лінійною функцією R3, оскільки це лише стійкий дільник з R2. Крім того, я (R2) не змінюється багато навіть до ввімкнення діода, оскільки точка включення становить лише приблизно R3 = 4,5% від значення R2. Але на окремому сюжеті I (R2) [на нижній панелі] ви бачите, що це "ще більш постійне" повз точку включення діода. Таким чином, це підтверджує звичайне припущення, що Vbe є постійним (і, отже, тут я (R2)), коли перехід BE фактично включений. До цього немає обмежень щодо того, яким він може бути, як бачите; це залежить лише від значення R3 при вимкненому діоді.


5

Розглянемо напругу на діоді та струм, який тече. Нижче наведені криві для старого германієвого діода (1N34A) та кремнієвого діода (1N914): -

введіть тут опис зображення

Концентруйтесь на діоді кремнію (1N914). З 0,6 вольт по ньому струм близько 0,6 мА. Тепер зменшіть цю напругу до 0,4 вольт. Струм падає до 10 мкА, а струм - 0,2 вольта, - близько 100 нА.

Тепер базовий випромінювальний перехід у BJT - це діод, зміщений вперед. Вперед зміщення відбувається від напруги, яку ви подаєте на нього, і це зазвичай через резистор зміщення. У вашому ланцюзі R2 і напруга живлення визначають струм, який може спільно надходити в базу і в R3.

Коли R2 подає пристойну кількість струму, більша частина його протікає через з'єднання базового випромінювача, оскільки ви знаходитесь на тій частині діодної кривої, і ця частина діодної кривої має динамічний опір, значно менший, ніж R3. У міру зниження напруги базового випромінювача його динамічний опір стає вище, і R3 починає ставати «стежкою», по якій тече більша частина струму від R2.

Динамічний опір - це невелика зміна прикладеної напруги, поділене на зміну струму. Ви можете подивитися на діодний графік вище та вибрати деякі моменти: -

  • При 0,60 вольт струм, можливо, 600 мкА
  • При 0,62 вольт струм становить близько 1000 мкА

Динамічний опір склав би 20mV / 200uA = 100 Ом

  • При 0,40 вольт струм становить близько 10 мкА
  • При 0,42 вольт струм становить близько 11 мкА

Динамічний опір склав би 20мВ / 1уА = 20 кОм.

Отже, коли R3 знижується, стає більш домінуючим, що з'єднання базового випромінювача і швидко струм з'єднання падає. Зважаючи на те, що ми можемо наблизити дію транзистора до пристрою з посиленням струму, опускання R3 за межі певної точки означає швидко падаючий струм колектора і, по суті, транзистор вважається відключеним.


3

Транзистору потрібно близько 0,7 В для початку проведення. Оскільки ви маєте перевагу від симулятора, експериментуйте з різними значеннями R2 / R3 і дивіться на напругу, розвинену в R3, і на те, чи не вмикається транзистор.

Щодо того, чому це 0,7 В, вам потрібна фізика напівпровідників!


Я думав, що я можу зрозуміти, як не можна, використовуючи аристоталійську логіку. "якщо це перевищує це вмикається" .. так далі
user16307

2

Ну, я думаю, що всі складні відповіді дано, але за два мої центи: все, що не перевищує 150 Ом, "укорочує" базу на перехід випромінювача

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.