Eine Frage zu einem NPN-Transistor mit Gleichstromvorspannung

Die KVL-Gleichung$-10 + 7\,[\text k\Omega]\cdot1\,[\text{mA}] + V_{CE}$vernachlässigt den Spannungsabfall über der Stromquelle I1, und diese Schleife kann nicht einfach mit KVL allein gelöst werden, da wir keine Gleichung haben, die uns die Spannung über einer Stromquelle angibt.

Stattdessen wissen Sie das$\beta = 100$so ist der Basisstrom$I_B = 10\,[\mu\text{A}]$. Sie können stattdessen KVL um diese Schleife herum lösen:

Wir können bekommen$-10\,[\mu\text{A}]\cdot60\,[\text k\Omega] - V_{BE} + V_{CE} + 7\,[\text k\Omega]\cdot1.01\,[\text{mA}] - 10 = 0$. Wenn wir lösen, erhalten wir etwa 4,3 V für Vce, was mit LT Spice übereinstimmt.

Genauer gesagt entspricht das Obige der Anwendung derselben Schritt-für-Schritt-Logik:

• Die Basis liegt wegen eines Spannungsabfalls von -600 mV an$R_B\cdot I_B$.
• Der Emitter liegt bei -1,3 V, weil es eins ist$V_{BE}$unter die Basis fallen lassen.
• Der Kollektorstrom ist$1\,[\text{mA}] \cdot (1 + \beta)$also der Spannungsabfall$R_C$beträgt 7,07 V.
• Damit beträgt die Kollektorspannung 2,93 V.
• Wenn der Emitter auf -1,3 V und der Kollektor auf 2,93 V liegt,$V_{CE}$beträgt 4,23 V.
• Der Fehler zwischen diesem Ergebnis und LT Spice entsteht wahrscheinlich, weil wir einen festen Wert für angenommen haben$V_{BE}$.

Bearbeiten, um den Kommentar zu adressieren:

Um ein Vbe zu erhalten, müssen Sie einen Transistorparameter namens Sättigungsstrom ($I_S$) und dann die Gleichung lösen$I_E = I_S( e^{\frac{V_{BE}}{V_T}} - 1)$.$V_T$ist proportional zur Temperatur und beträgt bei Raumtemperatur etwa 26 mV.

Leider ist dieses Verhalten sehr empfindlich gegenüber Temperatur- und Herstellungsschwankungen, sodass es schwierig ist, immer genaue Werte für Vbe zu erhalten. 0,6 oder 0,7 ist eine gute Schätzung für den Anfang. Sie werden feststellen, dass viele Schaltungen Techniken wie Degeneration und Rückkopplung verwenden, um sie weniger empfindlich gegenüber diesen Effekten zu machen, sodass der genaue Sättigungsstrom oder Kollektorstrom nicht so wichtig ist, um genau richtig zu sein. Außerdem gibt es viele Schaltungen mit zwei Transistoren, bei denen uns der tatsächliche Wert von Vbe egal ist, nur dass er für beide gleich ist. In diesem Fall gibt es Herstellungstechniken, die helfen, diese Anpassung sicherzustellen.