Ist der aktuelle Verstärkungswert für einen einzelnen BJT konstant?

hfe eines npn bjt-Transistors wird durch den Kollektorstrom / Basisstrom angegeben. Um hfe zu berechnen, müssen Sie den Kollektorstrom und den Basisstrom kennen (die mit Widerständen eingestellt werden können). Ich muss fragen, was ist der Sinn, das zu tun? Sie können den Emitterstrom einfach mit der Kirchhoff-Stromregel berechnen. Dies ist offensichtlich sinnlos, da der Transistor wie ein Widerstand zwischen Kollektor und Emitter wirkt und Sie den Strom nicht finden können, wenn Sie den Widerstandswert des Widerstands nicht kennen.

Ich sehe in Transistordatenblättern einen maximalen und minimalen Wert von hfe . Dies führt mich zu der Annahme, dass hfe eine Konstante ist, und ich verstehe den Punkt einer variierenden Konstante nicht; Ich denke, für einen einzelnen Transistor existiert nur ein einzelner Wert von hfe, der mit einem Multimeter gemessen werden muss, und der Kollektorstrom ist vom Basisstrom abhängig, sodass der Kollektorstrom gemessen werden kann.

Und wenn der Kollektorstrom vollständig vom Basisstrom abhängt (Ic = Ib * hfe), welchen Sinn hat es dann, dem Kollektorende des Transistors einen Widerstand hinzuzufügen? Sicherlich muss sich der Strom ändern, wenn dem Kollektorende ein größerer Widerstand hinzugefügt wird. Ich habe dies mit einem Multimeter mit einem Basiswiderstand von 10 kOhm und einem Kollektorwiderstand von 330 Ohm überprüft und keine Stromänderung festgestellt, als ich das Multimeter in einer gemeinsamen Emitter-Topologie anschloss (ich glaube, ich habe den Emitter mit Masse verbunden und den durchfließenden Strom getestet). der Sammler)

Ich glaube, da ist ein großes Loch in meinem Verständnis oder ein großes Missverständnis in meinem Nicht-Verstehen. Bitte helfen

Danke

Jeder Transistor hat ein anderes Beta/hfe. Es ist nicht modellspezifisch, sondern auch stückspezifisch, sowie an den Gegebenheiten des Transistors! Die Konstante ist sehr volatil, also versuchen wir, uns NICHT darauf zu verlassen.
A. Ganesh, ja, da ist ein „Loch“ in deinem Verständnis. Vielleicht hilft es, der Diskussion in electronic.stackexchange.com/questions/182192/… zu folgen.
@OFRBG Was ist dann der Sinn? Ist ein Faktor von 100 - 300 nicht wichtig und ändert sich die Schaltung, wird eine Erhöhung um diesen Faktor nicht Ihre Komponenten braten?
@Anirudh - Ein guter Ingenieur wird die Schaltung so entwerfen, dass sie diese Beta-Variationen berücksichtigt und dennoch dafür sorgt, dass die Schaltung den Spezifikationen entspricht. Es gibt viele Schaltungskonfigurationen, die funktionieren, aber im Allgemeinen spannen Sie einen BJT NIEMALS mit einem konstanten Basisstrom vor. Der Basisstrom ist nur ein lästiger Nebeneffekt des Transistorbetriebs und nicht der Funktionalität eigen.

Antworten (2)

"... da der Transistor wie ein Widerstand zwischen Kollektor und Emitter wirkt ... "

Nein nicht wirklich. Der Kollektor eines Bipolartransistors wirkt wie eine Stromquelle (oder -senke), deren Wert durch den Basisstrom und den h FE des Geräts bestimmt wird. Der externe Stromkreis kann jedoch den Strom auf etwas weniger als diesen Wert begrenzen, in diesem Fall ist das effektive h FE niedriger.

"Ich sehe in Transistor-Datenblättern einen maximalen und minimalen Wert von hfe."

Ja. Der tatsächliche Wert variiert erheblich von Gerät zu Gerät, sogar von derselben Fertigungscharge, und er variiert auch etwas mit den Betriebsparametern (Spannung, Temperatur usw.) des Geräts. Sie können sich wirklich nicht darauf verlassen, einen bestimmten (oder sogar einen konstanten) Wert zu haben, also entwerfen Sie Ihre Schaltungen so, dass sie über einen Bereich von Werten funktionieren.

"... was bringt es dann, dem Kollektorende des Transistors einen Widerstand hinzuzufügen?"

Dies ist Teil des Schaltungsdesigns. Wenn Sie einen Spannungsverstärker erstellen, verwenden Sie den Kollektorstrom des Transistors, um die gewünschte Spannung über dem externen Widerstand zu entwickeln. Dieser Widerstand wird "Lastwiderstand" genannt und gibt Ihnen einen bestimmten Wert der Ausgangsimpedanz - der Transistor selbst hat eine sehr hohe effektive Ausgangsimpedanz.

Beispiel:

Die Kollektor-Emitter-Spannung beträgt 9 V, Hfe = 100, die Basis-Emitter-Spannung beträgt 9, ein Widerstand am Kollektor hat einen Widerstand von 330 Ohm und einer an der Basis einen Widerstand von 10 kOhm. Sagen Sie mir den Strom am Kollektor mit Schritten.

OK, vorausgesetzt, Sie meinen, dass 9 V über einen 10-kΩ-Widerstand an die Basis angelegt werden, 9 V über einen 330-Ω-Widerstand an den Kollektor angelegt werden und der Emitter geerdet ist, sind die Schritte wie folgt:

  • Der Basisstrom ist ICH B = v B B − v B E R B = 9.00 v − 0,65 v 10 k Ω = 0,835 M A

  • Angenommen, der Transistor ist nicht gesättigt, der Kollektorstrom ICH C = H F E ⋅ ICH B = 100 ⋅ 0,835 M A = 83.5 M A

  • Die Spannung am Kollektorwiderstand sollte sein ICH C ⋅ R C = 83.5 M A ⋅ 330 Ω = 27.5 v

  • Da dieser Wert höher ist als unsere Versorgungsspannung, muss die im zweiten Schritt getroffene Annahme falsch sein – der Transistor ist gesättigt. Daher wird der Kollektorstrom vollständig durch den Kollektorwiderstand und die Kollektorversorgungsspannung bestimmt: ICH C = v C C − v C E ( S A T ) R C = 9.00 v − 0,3 v 330 Ω = 26.4 M A

"...dessen Wert durch den Basisstrom bestimmt wird"...Dave Tweed, haben Sie die Diskussion im folgenden Link verfolgt? electronic.stackexchange.com/questions/182192/…
@LvW: Ja, aber dieses OP sucht nicht nach diesem Detailgrad. Er fragt konkret nach H F E , AKA "Stromübertragungsverhältnis", wie in einem Transistordatenblatt angegeben.
Haben die Wissenschaftler von Bell Lab Call den Transistor nicht zuerst den transformativen variablen Widerstand genannt und ihn auf Transistor abgekürzt? Außerdem, wenn der Kollektorstrom abhängig vom Basisstrom variiert, können wir uns den Transistor nicht als Widerstand vorstellen, der seinen Wert abhängig vom Basisstrom ändert? Was ist der Unterschied ? Ich denke, ein Beispiel sollte die Verwirrung beseitigen, die Kollektor-Emitter-Spannung beträgt 9 V, Hfe = 100, die Basis-Emitter-Spannung beträgt 9, ein Widerstand am Kollektor hat einen Widerstand von 330 Ohm und einer an der Basis hat einen Widerstand von 10 kOhm, sagen Sie mir den Strom am Kollektor mit Stufen
"Können wir uns den Transistor nicht als Widerstand vorstellen, der seinen Wert abhängig vom Basisstrom ändert?" Nein. Ein Widerstand ist ein einfaches Gerät mit zwei Anschlüssen, dessen Strom nur von der Spannung an seinen Anschlüssen abhängt. Es gibt keine Bedingungen, unter denen das Kollektor-Emitter-Paar eines BJT auf diese Weise funktioniert.
"... die Basis-Emitter-Spannung beträgt 9, ein Widerstand ... an der Basis hat einen Widerstand von 10 kOhm ..." Ich nehme an, Sie meinen, dass die 9 V an das Ende des 10-kΩ-Widerstands angelegt werden, nicht direkt an die Basis?

Dies führt mich zu der Annahme, dass hfe eine Konstante ist, und ich verstehe den Sinn einer variierenden Konstante nicht; Ich denke, für einen einzelnen Transistor existiert nur ein einzelner Wert von hfe

Hfe variiert zwischen einzelnen Transistoren, weil sie nicht alle identisch gemacht werden können. Oft stellt der Hersteller eine Reihe von Transistoren her und sortiert sie dann nach Verstärkung, wobei er jeder Gruppe ein anderes Suffix oder sogar einen völlig anderen Code gibt. Die Hfe eines einzelnen Transistors ist irgendwo im angegebenen Bereich "konstant", aber auch nur unter bestimmten Bedingungen. Sie nimmt bei sehr niedrigem oder hohem Strom und bei niedriger Kollektorspannung ab und kann mit der Temperatur ziemlich stark variieren.

Um sich ein wahres Bild zu machen, sollten Sie die Kurvenverläufe für Hfe vs. Ic und Ic vs. Vce untersuchen. Im Beispiel unten sehen Sie, dass Hfe nie wirklich konstant ist, aber für einen BC107 im Bereich von 1-10 mA relativ flach ist. Die Gruppen 'A', 'B' und 'C' sind für die 3 verschiedenen Verstärkungssuffixe. Jeder einzelne Transistor hat eine ähnliche Kurve, näher an seiner Gruppe als die anderen.

In der rechten Grafik sehen Sie, dass der Kollektorstrom fast unabhängig von der Spannung ist, außer bei sehr niedriger Spannung, wenn der Transistor gesättigt ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

+1. Bonuspunkte für das Posten von Datenblattauszügen von BC107. Treibt Tränen in die Augen! :-) Vor über 20 Jahren war es zusammen mit BC109 und BC177 das Arbeitstier der Elektronikklasse, die ich an der Uni besucht habe (und es war damals noch auf dem Weg der Dodos). Das ist Jahrgang! :-)
Ich verstehe . Ich stelle in der ersten Grafik fest, dass der Kollektorstrom die abhängige Variable ist. Hfe hängt also vom Kollektorstrom und nicht vom Basisstrom ab; dh der Basisstrom hängt vom Kollektorstrom ab? Ich dachte, dass der Transistor zwischen Kollektor und Emitter wie ein variabler Widerstand wirkt (ich bin mir ziemlich sicher, dass ich irgendwo gelesen habe, dass die Wissenschaftler von Bell Labs ihn zuerst als transformativen variablen Widerstand bezeichneten, der dann mit Transistor kurzgeschlossen wurde), aber hier scheint es eine Variable zu sein Widerstand zwischen Basis und Emitter. <br> Ich muss fragen, was ist der praktische Sinn von Hfe?
Zum Begriff "Transistor". Es ist eine Abkürzung für "Transferwiderstand", was bedeutet: Die Eingangsspannung bestimmt den Ausgangsstrom. (Normaler Widerstand: Die Spannung über R bestimmt den Strom durch R). Insofern ist es NICHT so etwas wie ein klassischer Widerstand. Folglich wird das Eingangs-Ausgangs-Verhältnis durch die "gegenseitige Transkonduktanz" (inverser Transwiderstand) dIc/dVbe=gm beschrieben.
Ein Bipolartransistor ist im Wesentlichen ein Stromverstärker , und Hfe (Ic/Ib) ist die Verstärkung (Ic = Ib * Hfe). Der Sinn der Diagramme besteht darin, zu zeigen, dass 1. diese Beziehung nicht perfekt linear ist und 2. sie gegenüber der Kollektorspannung (oder der Basisspannung, die nicht gezeigt wird, weil sie keine Auswirkung hat) unempfindlich ist. Dieses Verhalten ist nicht wie ein Widerstand, also stellen Sie sich einen Bipolartransistor nicht als variablen Widerstand vor - das ist es nicht!
Ist der aktuelle Verstärkungswert für einen einzelnen BJT konstant?
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