Was ist das eigentliche Problem mit der Festkommavorspannungsschaltung?

In der folgenden Schaltung erwähnen die Texte das Problem mit dieser Art von Vorspannung hier, wenn hfe(β) variiert, dann wird Ic in linearer Region variieren. (Was hier was variiert, ist auch nicht klar, ich dachte, alle Variationsquellen seien Vbe). Wie auch immer:

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Ihre Argumentation ist folgende:

Stellen Sie sich vor, für diese Schaltung möchten wir R4 für einen gewünschten Ic, bekannten R3, bekannte Versorgungsspannung Vcc und bekanntes β dimensionieren.

Wir können also sagen, dass das erforderliche Ib ist:

Ib = Ic/β

und wir können eine KVL-Gleichung schreiben, um R4 zu finden:

Vcc-Vbe = Ib x R4

R4 = (Vcc – Vbe) / Ib

Dann sagen sie, dass diese Schaltung gut vorgespannt ist, aber wenn das β variiert, dh wenn Sie sich auf das Datenblatt verlassen oder den Transistor ändern, schlägt die Schaltung fehl.

Ich kann das verstehen, aber mein Problem ist, wenn sie in ihrer Berechnung die Größe R4 erreichen, nehmen sie Vbe als festen Wert wie 0,7 V. Aber tatsächlich ändert sich Vbe mit R4 und wir wissen auch, dass eine kleine Änderung von Vbe einen großen Einfluss auf Ic hat.

Ich weiß nicht, warum sie das nicht als Problem erwähnen. Ich frage mich, ob ich hier etwas falsch verstehe. Meine Frage ist also, stellen Sie sich vor, ob das β garantiert als Konstante festgelegt wäre und wir kein Problem mit der β-Variation haben. Haben wir hier nicht immer noch ein Problem, wenn wir den genauen Wert von Vbe nicht kennen, wenn wir R4 aus dieser KVL-Gleichung dimensionieren? Ich meine, Vbe variiert mit R4, aber sie nehmen es immer noch als 0,7 V.

(Sollten sie nicht die echte Vbe-Formel von Eber Molls Gleichung finden, um den genauen R4 zu finden? Aber dafür brauchen wir einen umgekehrten Sat-Strom.)

Du hast Recht. VBE variiert auch aufgrund von Temperatur und Prozess.
Ich habe vielleicht fünf Texte überprüft, die alle Vbe als 0,7 V annehmen. Hier muss etwas sein, was die Genauigkeit von Vbe nicht so wichtig macht, aber ich konnte nicht herausfinden, was.
Sie sagen zuerst, dass Vbe eine sehr empfindliche Sache ist, weil eine winzige Variation Ic drastisch ändern wird, aber gleich danach nehmen sie Vbe als 0,7 V, was für mich nicht so viel Sinn ergibt.
Vbe liegt bei 100 uA (Speicher) bei etwa 0,6? 0,65 V im mittleren Bereich 0,7 V Nennnenn- und gepulster Hochstrom > 1, abhängig von der Nennleistung usw. Da diese Methode, wenn hFE-abhängig mit V + - Vbe / Rb = Ib, unter Verwendung von Emitterfolger-H-Vorspannung stabiler ist, ebenso wie negative Rückkopplungsverhältnisse
Vielleicht denken sie, dass Vcc mindestens 10-mal größer ist als Vbe, also würde die Annahme von Vbe zwischen 0,6 und 0,7 Ib nicht viel in der Gleichung Ib=(Vcc-Vbe)/R4 ändern.
Der Sat-Strom, Beta, VBE, thermische Spannung und mehr variieren mit der Temperatur. Was tatsächlich für ein Metall geeignet ist, variiert tatsächlich mit der Temperatur. Ebers-Moll , in einem BJT - siehe unten , Vorspannung .
Wenn Sie einen Hinweis darauf haben möchten, wie Sie die VBE tatsächlich von KVL ableiten können , können Sie sich Folgendes ansehen: LambertW-Funktion und auch ein weiteres Beispiel mit LambertW .

Antworten (1)

Vbe liegt bei etwa 0,6-0,7 V. Die Versorgung beträgt 10 V, sodass eine Änderung von 0,1 V in Vbe den Basisstrom um etwa 1 % ändert. Die Variation des Widerstands + der Versorgungsspannung (insbesondere letztere) ist wahrscheinlich deutlich ungenauer.

Nehmen Sie andererseits einen typischen Transistor wie 2N4401, hFE bei 1 mA könnte irgendwo zwischen 40 und 500 liegen, mehr als ein 10: 1-Bereich bei 25 ° C.

Wenn Sie einen Transistor mit gebündelter Verstärkung auswählen und einen Widerstand anpassen (oder ihn mit einem Topf oder noch enger ausgewählten Widerständen trimmen), variiert er um mehr als 3:1 über den Temperaturbereich von -40 bis 125 Grad C (zusätzlich zu dem Schwankung bei 25 Grad C), so dass die Schaltung unter wechselnden Bedingungen nicht sehr stabil ist.

1000 % und 300 % sind viel größer als 1 %.

Es ist eine schlechte Methode, aber es ist nicht völlig unpraktisch für enge Temperaturbereiche mit binned (strenger spezifizierten) Gain-Transistoren und wo Sie sich nicht allzu sehr um den Ausgangsvorspannungspegel kümmern.

Was ist das eigentliche Problem mit der Festkommavorspannungsschaltung?
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