Analyseschaltung mit mehreren BJTs

Ich besuche derzeit einen Kurs über analoge Elektronik und dies ist eines der Probleme, die aufgetreten sind:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  V 1 = 15V V 1 = 15V, Ueb = Ube = 0.6V, Uce(sat) = 0.2V, β =200, 
  VT = 25mV, R2 = 39Ω, R4 = 4.7kΩ, R5 = 470Ω

Ich werde gebeten, die Werte von R1, R3 und R6 so zu finden, dass die Kollektorruheströme von Q2 und Q3 beide 8 mA betragen und der Kollektor von Q2 auf dem Potential V1/2 liegt, wenn kein Eingangssignal vorhanden ist (was tut das sagen Sie mir?Ist es überhaupt relevant, da ich hier nur DC-Analyse mache?) Gibt es allgemeine Schritte zu befolgen? Ich habe eine ähnliche Analyse mit zwei Transistoren durchgeführt, und was immer getan werden musste, war, Ausdrücke für Ve, Vc und Vb für jeden Transistor zu finden und durch einen Vergleich davon auszugehen, in welchem ​​​​Modus er arbeitet. Hier bin ich jedoch auf einen Widerspruch gestoßen, nämlich Q2 scheint im linearen Modus zu sein, und daher R6=(V1/2-V1-0,7)/8mA <0. Ich hoffe, ich habe keine zu grobe Frage gestellt. Ich frage nicht nach einer Lösung, sondern nur, um mir das Rezept für diese Art von Analyse zu verraten.

BEARBEITEN : Ungeschickterweise habe ich erst jetzt bemerkt, dass das, was mir als Knoten zwischen dem Kollektor von Q1 und der Basis von Q3 erschien, tatsächlich keiner ist. Das kann man nur durch genaues Beobachten feststellen.

Richtig, Sie berechnen eine Lösung für den Vorspannungspunkt (DC-Analyse), der die Situation darstellt, wenn kein (AC) Eingangssignal vorhanden ist. Sie können also alle Kondensatoren ignorieren. Die Annahme, dass sich alle Transistoren im linearen Modus befinden, ist eine gute Anfangsannahme. Ob ein Transistor in Sättigung sein muss, wird später klar. Ic (Q3) = 8 mA, wie kann dieser Strom zur Erde fließen? Schreiben Sie in den Schaltplan alles, was Sie wissen (Ströme, Spannungen). Machen Sie hier und da eine Annahme und sehen Sie, ob das eine Lösung bieten kann. Einige Komponenten können einen Wertebereich haben, z. B. R6.
Wenn Sie eine Antwort geben könnten, wäre das großartig. Ich muss wirklich ein besseres Verständnis erlangen, um etwas über Verstärker lernen zu können.
Ihnen nur die Antwort zu geben (vorausgesetzt, ich habe eine), hilft Ihnen nicht viel, es ist die Methode, die ich verwende, um zu einer Lösung zu gelangen, auf die es ankommt, denn das können Sie auf fast jede Schaltung anwenden. Haben Sie den Schaltplan auf ein Blatt Papier gezeichnet und alles ausgefüllt, was Sie bereits wissen? Wie ist die Spannung dort wie die Basis von Q2? Es sind 15 V (V1) - 0,6 V (Ube) = 14,4 V. Ic von Q3 = 8 mA, wo kann es fließen? Q3-Emitter - R4 - es kann nicht in R5 fließen, C3 blockiert es, muss also in Q1-Basis-Emitter - R2 auf Masse gehen. Machen Sie jetzt dasselbe für Q2, Ic ist auch 8 mA, es fließt R6 - R3 - R2. Dies addiert sich zu den 8 mA durch R2 ...
@FakeMoustache Das ist das Problem. Es kann dann nur vom Knoten bei C4 zum Kollektor fließen, wenn man bedenkt, dass die Spannung des Kollektors 7,5 V beträgt und dass die Spannung des Knotens bei c4 14,4 V beträgt. Dann fließt der Kollektorstrom IN zum Transistor, Das ist hier ziemlich seltsam, wenn man bedenkt, dass es wirklich so aussieht, als ob sich dieser Transistor im linearen Modus befindet. Übrigens, ich habe nicht nach der Lösung gefragt, sondern nach der Methode, um Ihre Denkweise zu hören.
... haben wir früher festgestellt. I(R2) muss also etwa 16 mA mal 39 Ohm = 0,624 V betragen. An der Basis von Q1 haben wir also 1,224 V. Aber hey, R4 mal 8 mA = 37,6 V, also können dort keine 8 mA fließen. Sind Sie sicher, dass Q3 Ic = 8 mA hat? Denn mit R4 = 4,7 k geht das nicht. Q1 mit Ic = 8 mA ist sinnvoller, dann Strom durch R4 = 8 mA / 200 = 40 uA * 4,7 k = 188 mV. An der Basis von Q3 erhalten wir also: 0,624 + 0,6 + 0,188 = 1,412 V. Sie schreiben, dass der Knoten bei C4 14,4 V hat, ich denke, es sind 1,412 V! Sie haben gesehen, dass Q2 ein PNP ist, oder?
Ihr Kreislauf ist giftig! Es könnte mitten in der Nacht einrasten. Sie müssten wirklich auf Ihre Widerstandswerte achten. Hat diese Schaltung einen einzigartigen Zweck oder sollte sie in der College-Akademie bleiben?
@Autistic Kein spezifischer Zweck für diesen. Jetzt bin ich noch verwirrter. Alles, was ich geschrieben habe, wurde in der Übung angegeben, und alles, was mich verwirrt, steht in der obigen Frage.
Ich stimme @FakeMoustache zu, die Frage funktioniert wie angegeben nicht. Der Kollektorstrom von Q3 muss durch r4 fließen, was bei 8 mA und 4 k7 und 15 V nicht möglich ist
Peinlicherweise habe ich erst jetzt bemerkt, dass das, was mir wie ein Knoten zwischen dem Kollektor von Q1 und der Basis von q3 erschien, tatsächlich keiner ist. Das kann man nur durch genaues Beobachten erkennen.

Antworten (2)

Sowohl die Frage als auch die Konfiguration scheinen irgendwie kaputt zu sein, aber ich werde versuchen, anhand einiger Annahmen / Änderungen zu veranschaulichen, wie ich eine ähnliche Aufgabe lösen würde. Ich vermute, dass meine angenommene Konfiguration nicht die beabsichtigte ist, aber ich sehe keine offensichtliche Alternative.

Also: Angenommen, alle Transistoren sind NPN (und ändernde Parameter für den Transistor, den wir geändert haben, um ihn auf den Emitter anzuwenden), unter der Annahme, dass die Kollektorstromziele Q1 und Q2 sind. (statt Q2/Q3)

Im Allgemeinen besteht der Ansatz darin, einen vernünftigen Satz von Startbedingungen und Ihren Zielzustand anzunehmen und dann die Werte zu ändern, bis entweder die Bedingungen erfüllt sind oder Sie einen absurden Zustand erreichen (was zu einer Änderung der Anfangsannahmen führt).

Wir beginnen mit der Annahme eines linearen Betriebs für alle Transistoren (alle scheinen grundlegende Verstärkerkonfigurationen zu implementieren und sind in diesem Fall wahrscheinlich für einen linearen Betrieb vorgesehen).

Q1 von R2 aus gesehen und Q3 von R4 aus gesehen sind beide Emitterfolger, und da wir von einem linearen Betrieb ausgehen, sollte I_R4 8 mA/β betragen. der Spannungsabfall über R4 ist dann (8m/200*4k7 V) klein (< 200mV). Der Spannungsabfall über R3, der durch die beiden Emitter und R4 geht, wird dann 2Ube + ~200mV oder ~1,4V.

Wir kennen jetzt die Spannung über R3. Da wir Q3 als linear annehmen, ist der Basisstrom in Q3 << IR3, und IR3 muss dann nahe am Kollektorstrom von Q2 sein, dh 8 mA. Wenn unsere Annahmen richtig sind, können wir jetzt R3 einstellen.

Der Strom durch R2 ist dann Strom durch R3 + der Emitterstrom von Q1, ~ 16 mA. Wir kennen oder nehmen jetzt die Spannungen über Q2 (U1/2), R3 (~1,4 V), R2 an. Der Rest der Spannung muss über R6 liegen. Der Strom ist gleich IQ2.

Wenn Q2 im linearen Bereich arbeiten soll, muss die Spannung über R1 ~Ueb über der Ziel-Emitterspannung liegen. Es muss auch den größten Teil des Stroms von Q1 aufnehmen. I=~8mA, U=U1/2-Ueb

Sie haben jetzt eine Antwort, und alles, was bleibt, ist zu sehen, dass dies wirklich ein stabiler, nicht absurder Zustand ist. Aus dem Betrieb der doppelten Spannungsfolger können Sie erkennen, dass es eine negative Rückkopplungsschleife durch die drei Transistoren gibt. Wenn der Strom durch Q2 zu hoch ist, muss die Spannung an R3 ebenfalls hoch sein, Q3 hochziehen -> Q1 -> R1 herunterziehen -> die Spannung an der Basis von Q2 senken.

Genaue Zahlen als Übung für den Leser. Hüten Sie sich vor schrecklichen, durch Kaffeemangel verursachten Fehlern in Mathematik und Logik.

Überprüfen Sie meine neueste Bearbeitung.
Ich habe dort nie einen Knoten gesehen. Mein Problem mit der Schaltung ist, dass Q3 als Rückkopplungsverstärker eingefügt zu sein scheint, aber wenn Sie der Schleifenverstärkung um Q1-Q2-Q3 folgen, stellt sich heraus, dass sie positiv ist (es sei denn, ich lese die Schaltung falsch).

Sind Sie sicher, dass Sie alle Informationen zu dieser Strecke angegeben haben?

Soweit ich sehen kann, erzeugt dieses Gerät nur einen gewissen Leckstrom.

Ein Stromfluss hat keine Chance.

Entweder Q3 wird etwas tun, noch Q1. Der einzig mögliche Strom fließt möglicherweise in Q2 vom Emitter zur Basis, aber es gibt immer noch keine Möglichkeit, weiterzumachen.

Selbst eine Zeitanalyse ändert möglicherweise nichts, da kein Kondensator vorhanden ist, der den erforderlichen Basisstrom für einen beliebigen Transistor liefern könnte.

Analyseschaltung mit mehreren BJTs
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