Messtransistor Beta (hFE) - Ib Anomalien Erklärung erforderlich

Es ist nicht klar, warum der Experimentator erwartet$I_B$angesichts sich ändernder Transistoren konstant zu sein, einschließlich des Ersatzes von Darlingtons für reguläre NPNs.

Wir können davon ausgehen, dass die Spannungsquelle ideal ist (gültig: da diese Ergebnisse aus einer Simulation stammen), dann ist die Größe von$I_C$stört die Spannung nicht. (In der Schaltung rechts haben wir tatsächlich den simulierten Transistor, der fröhlich 39000 Ampere durchlässt, aber die Quelle liefert!)

Selbst zwei unterschiedliche Dioden lassen nicht genau denselben Strom durch, wenn sie an dieselbe Spannungsquelle und denselben Widerstand angeschlossen werden, da sie unterschiedliche Kurven haben.

Im Fall eines Darlington- versus NPN-Basisübergangs betrachten wir zwei Dioden versus eine. Außerdem kann der Darlington einen internen Bypass-Widerstand enthalten.

Der Basisstrom kann mit einfacher Diodenarithmetik angenähert werden: subtrahieren Sie den Vorwärtsstrom$V_{BE}$von 5 V abfallen und durch den Basiswiderstand von 100 Ohm teilen:

• Normales NPN:$(5 - 0.7)/100 = 0.043$
• Darlington:$(5 - 1.4)/100 = 0.036$.

Wenn wir das genaue verwenden$V_{BE}$Zahlen im Diagramm angegeben, erhalten wir die genauen$I_B$aktuelle Werte:

• Normales NPN:$(5 - 0.72945)/100 = 0.0427055\approx 0.0427$
• Darlington:$(5 - 1.01)/100 = 0.0399$.

Der Basisstrom ist einfach das: Anwendung des Ohmschen Gesetzes auf den Basiswiderstand, abhängig von der Spannung, die bleibt, wenn$V_{BE}$wird von 5V abgezogen.

Es ist keine Variation des Basisstroms mit$beta$. Das heißt, es variiert natürlich mit Beta, aber Beta ist vielleicht nicht der relevante Parameter, den man als unabhängige Variable zum Verständnis der Variation wählen sollte.$beta$ist eine Zusammenfassung der Eigenschaften eines Transistors auf hoher Ebene, verbunden mit dem vereinfachten Modell.

Wenn Sie halten möchten$I_B$absolut konstant, dann müssen Sie die Basis mit einer Stromquelle ansteuern. (Ihre Schaltungssimulationssoftware hat sicherlich eine ideale Stromquellenkomponente, die Sie sofort in die Schaltung einbauen können.)

Nehmen Sie den empfindlichsten Transistor, den Sie messen möchten, und wählen Sie den Basisstrom so, dass dieser Transistor gerade noch gesättigt ist. Weniger empfindliche Transistoren reduzieren dann den Kollektorstrom von dort. Schließen Sie einen Kollektorwiderstand ein, um die Transistoren zu schützen und als Grundlage für die Strommessung.

Wenn ich die Angaben von Danny & Kaz richtig verstehe, ist die strenge Beta-Messung durch einfache Strom-/Spannungsmessung aufgrund von Änderungen der Betriebsbedingungen (Wärmeemissionen usw.), der Rückstromverstärkung und anderer Variablen in Bezug auf bestimmte Transistoren weder möglich noch sinnvoll. Ib selbst wird basierend auf den Vbe/Vbc-Spannungen variiert, und obwohl der Änderungskoeffizient niedrig ist, ist eine höhere Genauigkeit durch eine einfache Ein-Punkt-Messung tatsächlich nicht möglich.

Zusammenfassend bleibe ich bei Annäherungen und erhöhe die Fehlertoleranz um eine Größenordnung auf +-10 %, wobei eine einfache Abweichung mit bekannten Vcc/R-Werten als Grundlage für die Beta-Berechnung verbleibt.

Übrigens scheint es, dass eine Erhöhung von Vcc tatsächlich Ib(beta) konstanter macht. Mit Vcc im Zehnerbereich von V, Ib ~ const. Die eigentliche Drift tritt jedoch stark bei niedrigen (<5 V) Spannungen auf, zumindest in der Simulation; Ich nehme an, dass die thermische Emission bei höheren Spannungen diese Konstanz jedoch aufheben würde.

Willkommen in der Kunst der Elektronik, Ihr Design muss das Nicht-Ideale in der realen Welt berücksichtigen, die meisten praktischen Schaltungen hängen nicht von der genauen Verstärkung ab, sondern beschränken die Anwendung auf eine Verstärkung, die unter dem jeweils erwarteten Minimum liegt Transistortyp und für Variationen von Charge zu Charge. Die Beta des Geräts ist kein Problem, solange sie höher als das von Ihnen benötigte Minimum ist. Der beste Weg, ein aktives Gerät zu testen, besteht darin, einen Kurvensatz mit einer Quellmesseinheit oder einem Kurven-Tracer zu erstellen. Solche Daten werden normalerweise in den Daten bereitgestellt, um Ihnen den Aufwand zu ersparen. Transistoren sind aktive Geräte, die dynamisch sind (ich weiß, dass dies offensichtlich ist, aber trotzdem angegeben werden sollte) und als solche getestet werden sollten. Wenn Sie für Ihre Anwendung eine Anpassung benötigen, sind angepasste Geräte verfügbar, die dasselbe Substrat verwenden.