Probleme beim Analysieren der Schaltung des Transistors

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Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

v C C = 20 v v B E 1 = v B E 2 = 0,5 v v B E 3 = 0,6 v β 1 = β 2 = 100 β 3 = 50

Ich muss V in dieser Schaltung finden. Ich habe versucht, den Pfad für KVL mit den wenigsten Unbekannten zu verwenden, aber oft lande ich bei linear abhängigen Gleichungen, die zu nichts führen. Es ist 3 Stunden her, seit ich es versucht habe, und ich habe diesbezüglich kein annäherndes Ergebnis erzielt. Ich denke, mein Hauptproblem besteht darin, (1) herauszufinden, welchen Weg die KVL-Gleichungen einschlagen sollen, und (2) herauszufinden, wann die KVL-Gleichung linear von einer anderen abhängig sein wird. Was ist ein guter Ansatz, um solche Schaltungen zu analysieren?

Antworten (3)

Normalerweise würde eine Schaltung wie diese wirklich sorgfältig abwägen. Aber weniger, vorausgesetzt, einige der Gegebenheiten. Ich bin ein wenig besorgt über Ihren Wert für R 4 , nur weil der Schaltplaneditor diesen Wert als Standard verwendet und ich nicht sicher bin, ob Sie diesen Wert beabsichtigt haben. R 3 sieht auch etwas seltsam aus. Aber lass uns damit gehen:

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Ich denke, Sie können sehen, dass sich so ziemlich alles um den Wert dreht v X . Lassen Sie uns also einfach eine Knotenanalyse durchführen und nach ihrem Wert suchen:

v X R 2 + v X R 3 + v X R 4 + ICH B 1 = 600 mV R 2 + 20 v R 3 + v X 1 v R 4 v X ( 1 R 2 + 1 R 3 ) + ICH B 1 = 600 mV R 2 + 20 v R 3 1 v R 4 v X 12 v 755 ICH B 1

Hmm. Wir wissen es nicht ICH B 1 . Gruppieren wir uns also ein wenig neu.

Du weißt, dass Q 3 hat β = 50 und dass es Kollektorstrom enthalten muss ICH R 4 und der Basisstrom von Q 2 . Das muss mehr als sein 10 mA . Es folgt dem ICH B 3 200 μ A . Das weißt du also ICH R 2 260 μ A und damit auch das v X 9.18 v .

Das wissen Sie auch R 3 muss enthalten ICH R 2 , ICH R 4 , Und Q 1 's Basisstrom. So ICH R 3 10.26 mA und deshalb v X 12.07 v .

So können wir jetzt zumindest sagen:

9.18 v ( v X 12 v 755 ICH X ) 12.07 v


Vielen Dank, dass Sie Fragen dazu gestellt haben. Hier meine Ergänzungen. Ich habe den Strom hinzugefügt ICH B 1 = ICH X zum Schaltplan. (Dies muss an den Abholer zurückgegeben werden Q 3 über die Basis von Q 2 , da beide Q 1 Und Q 2 dasselbe teilen β = 100 Wert.)

Also haben wir die obige Gleichung. Aber was fehlt, ist der Wert für ICH X .

ICH X ergänzt die 10 mA aus R 4 , so dass der Kollektorstrom von Q 3 erhöht sich um diesen Betrag. Das bedeutet, dass der Basisstrom z Q 3 steigt um 1 50 davon. So können wir das einrichten:

v X = 12 755 ICH X = 600 mV + ( 60 μ A + 10 mA 50 + ICH X 50 ) R 2 12 755 ICH X = 600 mV + ( 260 μ A + ICH X 50 ) R 2 ICH X 2 mA

Daraus können wir jetzt abschätzen v X 10.5 v und dann das v 10 v .

Vielen Dank, dass Sie weitere Fragen gestellt haben. Es hat mir geholfen, meine eigenen zusätzlichen Überlegungen hinzuzufügen und eine meiner Meinung nach vollständigere Antwort auf Ihre Frage zu geben.

Jonk, vielen Dank. Interessant, wie Sie die Knotengleichungen festlegen, werden Sie es auf jeden Fall in Betracht ziehen. Ich fand es seltsam, dass ich nicht die Werte aller Variablen von Kirchhoff bekommen konnte, aber ich bin ein Anfänger, also dachte ich, es wäre mein Fehler. Wollen Sie sagen, dass es keine Möglichkeit gibt, alle Ströme und Spannungen in allen Transistoren zu finden, ohne die Basisströme zu eliminieren, oder mit einer Art Annäherung? Ich hatte die Idee, dass Sie wie in einer reinen Widerstandsschaltung, wenn Sie die Werte der Widerstände und Quellen kennen, immer den Wert von Strömen und Spannungen finden könnten. Nochmals vielen Dank, Herr.
@JoãoPedro Nein, die Kollektorströme für Q1 und Q2 sind modellabhängig und Sie haben dort nicht die vollständigen Modelle ausgelegt. Sie können dieses Problem auch in Tonys Artikel sehen, wo er Ihnen einfach ein Paar Dioden mit 1 V darüber legt. Wie viel Strom in einem solchen Diodenpaar?? Es ist modellabhängig und Sie müssen die Modellinformationen nicht kennen. Aber angesichts der niedrigen Spannung dort würde ich sagen, dass die Ströme klein sind und die Basisströme daher vernachlässigbar sind und ignoriert werden können.
Ich weiß nicht, ob das, was ich sagen werde, mit dem Modell zusammenhängt, von dem Sie sprechen. Aber das einzige, was wir bisher gelernt haben, ist, dass Vbe mit ungefähr 0,7 V arbeitet, der Wert von Vce und Vbc, den wir analysieren, hängt von den gegebenen Daten ab, wir können diese beiden mit keinem anderen Parameter korrelieren. Abgesehen davon die Tatsache, dass die Spannungen Vbe, Vbc und Vce sich zu Null summieren und Ie = Ib (1 + Beta) unter Berücksichtigung von Ic = Beta * Ib. Reichen diese Gleichungen aus, um die Ströme und Spannungen in der Schaltung zu finden?
@JoãoPedro Lassen Sie mich noch einmal überdenken, was ich im Abschnitt "Neugruppierung" aus einer anderen Perspektive geschrieben habe. Ich werde ein oder zwei Anmerkungen hinzufügen.
@JoãoPedro Fertig. Bitte überprüfen Sie die Ergebnisse!
@jonk Wie immer anschaulich sehr gut erklärt. Für mich sind 100 Ohm die perfekte Lösung für einen Leistungsverstärker mit niedrigem Ruhezustand und minimaler Übergangsverzerrung, obwohl 0,5 0,6 sein muss und das Fehlen von Re auf Q3 bedeutet, dass die Verstärkungsasymmetrie 10% Verzerrung für große Signalausgaben verursacht ... die ungeraden 773 sagten Zuerst war es das Design, das für einen 10-V-Gleichstromausgang schoss, aber mit falschen Annahmen für Q1,2 Vbe verfehlte das Ziel. WTG jonk gut gemacht
Der Grund, warum ich sage, dass 100 perfekt ist, ist, dass Vce out ~ 2 V für ein gutes realistisches hFE überschreiten muss, also 20-2-2 = 16 V Swing und Vbe / Voutp (max) = 0,6 Vbe / 8 Vp sollte etwas weniger als (100/2) / (100/2+773), um die Eingangsimpedanz von Q1, Q2 unter Last zu berücksichtigen
@TonyStewart.EEsince'75 Danke für den freundlichen Kommentar. Es ist unwahrscheinlich, dass auch für Q3 0,6 V mit 12 mA Kollektorstrom gefunden werden. Und ja, keine lokale Degeneration und keine andere globale Rückkopplung bedeutet eine signifikante Verzerrung. Auch vereinbart über Vce. Ich versuche auch 2 V oder besser einzuplanen.
Hat ein paar Minuten gedauert, aber jetzt verstehe ich es. Unglaublich clevere Lösung, ich konnte mir das nicht vorstellen, aber ich hoffe, ich kann es eines Tages! Die Knotenanalyse scheint diese Art von Schaltungen besser handhaben zu können. Kann nicht genug danken, Sir.
@JoãoPedro Ich denke, es wird dir gut gehen!! Deine Fragen sind schon gut und du denkst über die Antworten nach und stellst gute Fragen. Bei dir wird es nicht so lange dauern, da bin ich mir sicher.

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Dies ist ein einfacher Weg mit 2 Schritten

Ich wusste nicht, dass ich die Basisströme ignorieren kann, das macht Sinn. Ich werde mir Ihre Lösung jetzt genau ansehen, um sie zu verstehen!
Letzte Änderung prüfen

Sie könnten damit beginnen, die Basisströme von T1 / T2 zu ignorieren und zu sehen, ob sie eine Rolle spielen.

Finden Sie zuerst die Spannung Vx an der Verbindungsstelle der drei Widerstände (die V + 0,5 V beträgt, wenn eine Last gegen Masse angenommen wird). Sie schreiben die Gleichung für Ib3 als Funktion von Vx durch Inspektion.

Ic3 = β 3 * Ib3, was Ic3 als Funktion von Vx ergibt.

Jetzt können Sie Vx als Funktion von IC3 mit KVL finden, wodurch Sie zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten erhalten, und dann nach Vx/Ic auflösen. Wenn Ic <= 10 mA ist, müssen Sie sich keine Gedanken über Basisströme machen.

Wenn es mehr als 10 mA sind, ersetzen Sie einfach die Transistorbasen T1 / T2 durch eine 1-V-Spannungsquelle und wiederholen (oder umgekehrt, je nachdem, was Sie für wahrscheinlich halten).

Danke Spero. Was meinst du mit "Basisströme T2/T2"? Meinst du T1/T2? Der Grund, warum wir die Basisströme von T1/T2 ignorieren, ist, weil β ist viel größer als 1, richtig? Ich werde Ihre Lösung so schnell wie möglich ausprobieren, danke nochmals.
Ja, T1/T2 (Tippfehler). Wenn die Basen nicht leitend sind (mehr als 1 V über dem 100R-Widerstand), können Sie sie möglicherweise ignorieren. Wenn sie groß genug sind, um eine große Rolle zu spielen, zerstören sich die Transistoren praktischerweise selbst.