Vorspannung der Transistorstromquelle

Die aktuelle Senke funktioniert unabhängig von ihrer Regel. Es wird einfach nicht den leicht vorhersehbaren Stromwert für die Last liefern, wenn Sie die Regel nicht genau befolgen. Mal sehen warum.

Nach Umwandlung des Basenpaars in sein Thevenin-Äquivalent:

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

Sie können KVL beantragen und erhalten:

$$I_B=\frac{V_{TH}-V_{BE}}{R_{TH}+\left(\beta+1\right)R_E}$$

Jetzt kannst du dir folgendes ausrechnen:

$$V_B=V_{TH}-I_B\cdot R_{TH}$$

Da der Kollektorstrom (auch bekannt als Laststrom) ist$\frac{\beta}{\beta+1}I_E$, so muss der Laststrom sein:

$$\begin{align*} I_{LOAD}&=\frac{\beta}{\beta+1}\cdot\frac{V_E}{R_E}=\frac{\beta}{\beta+1}\cdot\frac{V_B-V_{BE}}{R_E}\\\\ &=\frac{\beta}{\beta+1}\cdot\frac{V_{TH}-I_B\cdot R_{TH}-V_{BE}}{R_E} \end{align*}$$

Einwechseln$I_B$du bekommst sowas:

$$I_{LOAD}=\left[\frac{\beta}{\beta+1}\right]\cdot\left[\frac{V_{TH}-V_{BE}}{R_E}\right]\cdot\left[1-\frac{R_{TH}}{R_{TH}+\left(\beta+1\right)R_E}\right]$$

Was auch so geschrieben werden kann (um das Verhältnis hervorzuheben und zu betonen, dass es in der folgenden Diskussion auf das Verhältnis zweier bestimmter Widerstandswerte ankommt):

$$I_{LOAD}=\left[\frac{\beta}{\beta+1}\right]\cdot\left[\frac{V_{TH}-V_{BE}}{R_E}\right]\cdot\left[1-\frac{1}{1+\frac{\left(\beta+1\right)R_E}{R_{TH}}}\right]$$

Beachten Sie, dass der erste Faktor fast immer sehr nahe bei 1 liegt. Er kann also ignoriert werden. Der zweite Faktor ist der Strom, den wir erwarten würden, als wir den Widerstandsteiler überhaupt an der Basis entworfen haben. Wie Sie erwarten würden, dass der Emitter sein würde$V_{BE}$kleiner als die Thevenin-Spannung und natürlich diese Spannung über$R_E$würde dort den erwarteten Strom erzeugen. Das heißt, wenn Sie die unbelastete Teilerspannung verwenden!

Nun, der dritte Faktor ist hier das Problem. Sie möchten, dass dies 1 ist, da dies bedeutet, dass Ihre unbelastete Teilerspannung die richtige ist, um Ihren Stromsenkenwert vorherzusagen. Aber wenn es nicht 1 ist, dann wird der tatsächliche Wert anders sein als der erwartete (wenn der Teiler nicht belastet wird).

Wenn Sie sich den dritten Faktor ansehen, können Sie das sehen, wenn$R_{TH}$ist klein im Vergleich zum Wert von$\left(\beta+1\right) R_E$, dann ist der zweite Term dieses Faktors nahe null und der dritte Faktor daher nahe 1. Aber wenn$R_{TH}$im Vergleich nicht klein ist, dann wird dieser Bruchteil (der zweite Term des dritten Faktors) den Wert des dritten Faktors erheblich von 1 auf etwas Kleineres reduzieren. Daher wird der prognostizierte Wert dem tatsächlichen Wert nicht annähernd so nahe kommen wie erhofft.

Sie können dies auch so sehen: „Wenn der Basisstrom klein ist im Vergleich zu dem verfügbaren Strom, der durch das Basispaar der Teilerwiderstände fließt, liegt die vorhergesagte Spannung am Teiler nahe an der dort vorhandenen tatsächlichen Spannung, und daher wird die Basis erhalten dieser Nahwert und die Realität werden näher an der Vorhersage liegen." Das ist das qualitative Handwinken, das Sie auch an denselben Ort bringt.

Aber in der Mathematik selbst wird alles quantitativ klar. Die Mathematik sagt Ihnen nicht nur das Gleiche wie das Handwinken, sie sagt Ihnen auch genau, wie viel Sie davon abweichen könnten, wenn Sie die Regel um einen gewissen Betrag nicht befolgen. Es bietet also sowohl die Einsicht als auch die Mengen, die Sie verwenden können, wenn Sie sich entscheiden, die Regeln nicht zu befolgen.

Sie können den Arbeitspunkt auch "regulieren", indem Sie mit dieser Schaltung den Vce erfassen

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