Berechnung des Stroms in einem einzelnen Transistorverstärker (fast gemeinsamer Kollektor?)

Zeichnen Sie einfach Ihren Schaltplan leicht neu und fügen Sie einige Beschriftungen hinzu:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Verwenden Sie einfach KVL, um zu beginnen, und folgen Sie der Basis:

$$\begin{align*} V - I_{Rc}\cdot R_c - I_{Rb}\cdot R_b - V_{BE} - I_E\cdot R_e &= 0 \end{align*}$$

Wenn sich der BJT in seiner aktiven Region befindet, wo Ihr Wert von$\beta=175$gilt (und Sie werden es so oder so früh genug wissen), dann folgt auch das:

$$\begin{align*} I_{Rc} &= I_C+I_B=I_E \\ I_{Rb} &= I_B \\ I_E&=\left(\beta+1\right)\cdot I_B \end{align*}$$

Wenn wir diese auf die ursprüngliche Gleichung anwenden, erhalten wir:

$$\begin{align*} V - I_E\cdot R_c - I_B\cdot R_b - V_{BE} - I_E\cdot R_e &= 0 \\ \\ V - \left(\beta+1\right)\cdot I_B\cdot R_c - I_B\cdot R_b - V_{BE} - \left(\beta+1\right)\cdot I_B\cdot R_e &= 0 \\ \\ V &= V_{BE} + I_B\cdot\left[\left(\beta+1\right)\cdot\left(R_c + R_e\right) + R_b \right] \\ \\ I_B &= \frac{V - V_{BE}}{R_b+\left(\beta+1\right)\cdot\left(R_c + R_e\right)} \end{align*}$$

Und damit ist das Puzzle ziemlich geknackt.

(Little-Re wird ignoriert, was in einigen Fällen Auswirkungen haben könnte, hier aber wahrscheinlich nicht. Die Auswirkung liegt wahrscheinlich unter 1 %. Aber Sie können es später wieder in die Gleichung einarbeiten, wenn es für Sie wichtig ist.)

An dieser Stelle, angesichts Ihrer Werte und Verwendung$V_{BE}=700\:\textrm{mV}$, Ich bekomme:

$$\begin{align*} I_B&\approx 10.1\:\mu\textrm{A} \\ I_E&\approx 1.78\:\textrm{mA} \end{align*}$$

Also ich würde schätzen:

$$\begin{align*} V_E&=I_e\cdot R_e\approx 1.78\:\textrm{V} \\ V_C&=10\:\textrm{V}-I_E\cdot R_C\approx 6.44\:\textrm{V} \\ V_B&=V_E+V_{BE}=V_C-I_B\cdot R_B\approx 2.48\:\textrm{V} \end{align*}$$

Seit$V_{CE} \gt 1\:\textrm{V}$, der BJT befindet sich in seinem aktiven Bereich und der Wert von$\beta=175$kann als beworben angesehen werden, da wir es jetzt überprüfen können. Es ist also in Ordnung, an dieser Stelle aufzuhören und die Frage als ausreichend beantwortet zu betrachten.

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Da die thermische Spannung des Basis-Emitter-Übergangs wie eine winzige "Batterie" an der Spitze des BJT-Emitters behandelt werden kann, ist dies wenig reaktiv . Da sitzt immer die Thermospannung, die bei Zimmertemperatur schon da ist$26\:\textrm{mV}$. Bei einem Strom durch sie ($I_E$), können Sie das in einen äquivalenten Widerstand umwandeln. Dies wird eine Menge Dinge genannt, aber wenn ich nur rede, sage ich "wenig Betreff". In diesem Fall,$re\approx 15\:\Omega$.

Dieser Wert kommt hinzu$R_E$in den obigen Berechnungen. Wenn ich es ausarbeite, finde ich, dass es die geschätzten aktuellen Werte um etwa 0,3% beeinflusst.

Nur eine Notiz.

Um dies zu lösen, schreiben Sie Gleichungen für jedes Stück, das Sie kennen. Wenn Sie das richtig machen, haben Sie eine Anzahl unabhängiger Gleichungen, die der Anzahl der Variablen entspricht. Dann lösen Sie den Satz simultaner Gleichungen.

Dinge, für die Sie Gleichungen schreiben können sollten:

1. Kollektorstrom als Funktion des Basisstroms.

2. Basisstrom als Funktion der CE-Spannung.

3. Emitterstrom als Funktion von Basis- und/oder Kollektorstrom.

4. Spannung über R1 als Funktion des Kollektorstroms.

5. Spannung über R2 als Funktion des Emitterstroms.

6. CE-Spannung als Funktion der Spannungen an R1 und R2

Scheint so zu gehen. Einige davon können durch Inspektion vereinfacht werden.