Welche Eigenschaften sollte ein Transistor idealerweise für einen normalen linearen Verstärker haben?

Die meisten von uns kennen den Graphen von ICH C gegen v C E für verschiedene Basisströme ( ICH B ): -

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Und im Idealfall (so wie es uns beigebracht wird und wir glauben) würden wir es vorziehen, wenn der „Konstantstrom“-Teil des Diagramms so flach wie möglich wäre, aber wenn wir bei der Auswahl der „perfekten“ Charakteristik (unabhängig davon, ob es sich um hergestellt werden könnte oder nicht), würden wir eine andere Form als in den Diagrammen oben wählen?

Ich denke nur an einen linearen Klasse-A-Transistor-Audioverstärker mit einem Ausgang.

" Linearverstärker ", redest du von Klasse A oder Klasse AB? Vielleicht spielt es keine Rolle, aber es wäre schön, wenn wir beide die gleiche Topologie in unseren Köpfen hätten.
@HarrySvensson Um es weniger komplex zu machen, meine ich eine Klasse-A-Ausgangsstufe mit einem einzigen Ausgangstransistor. Wenn dies die Antworten einschränkt, könnte ich es für Push-Pull-Klasse A öffnen.
Für Verzerrung / Linearität spielt die "Ebenheit" meiner Meinung nach keine Rolle, solange die Kurve ein reines y = ax + b-Verhalten aufweist, was bedeutet, dass sie keine Oberschwingungen höherer Ordnung einführt. Was meiner Meinung nach normalerweise die Verzerrung verursacht, beispielsweise in einer CE-Konfiguration, ist die Eingangsspannung v ich N zum Grundstrom ICH B Übersetzung (und ICH B wird dann mit Beta in multipliziert ICH C wie die Kurven oben zeigen).
Texas Instruments hat einige Transistoren auf den Markt gebracht (Beispiel OPA660). Es scheint, dass das Bild, das in unsere Köpfe implantiert werden soll, darin besteht, sich einen "idealen" Verstärker mit 3 Anschlüssen wie einen Transistor vorzustellen.
Ist der Umfang dieser Frage auf die Grafik von Ice vs Vce beschränkt?
@mkeith, wenn Sie einen guten Grund haben, darüber hinauszugehen, ist es vielleicht einen Versuch wert. Ich versuche es zu vermeiden, Meinungen einzuholen, und die Frage fällt schon ein bisschen in diesen Bereich.
Ist nicht das Wichtigste D ICH C D ICH B konstant sein? Das bedeutet, dass Sie sich lieber die Grafik von Ic vs. Ib ansehen als diese.
@ThePhoton gut, es könnte sein, aber das könnte man argumentieren D v Ö D v ICH könnte ebenso nützlich sein (oder vielleicht irgendwo zwischen den beiden wie eine resistive Antwort). Mit anderen Worten, wir sind so daran gewöhnt, dass Hersteller Transistoren auf die Norm zuschneiden, dass wir vielleicht aus den Augen verloren haben, was bevorzugt werden könnte. Ich nehme an, die Entwicklung von der Triode zur Pentode hat die BJT-Hersteller möglicherweise "überredet", ihr Produkt so zu verfeinern, dass es dem entspricht, was die Röhre / das Ventil tat.
Lesen Sie das einfach. Wenn ich an einen perfekten Verstärker denke, denke ich an vier Arten von 4-poligen Blackbox- Blöcken mit zwei Eingangsknoten und zwei Ausgangsknoten: vccs, vcvs, cccs und ccvs; jeweils mit einem vollkommen konstanten Faktor (mit geeigneten Einheiten), der den Eingang mit dem Ausgang in Beziehung setzt, der sich nicht über die Temperatur oder die Zeit oder die Größe des Eingangssignals oder die Größe des Ausgangssignals ändert oder ob es Dienstag ist oder nicht. Reden wir nur von 3-Terminal-Geräten? Übrigens sind in Ihrem Diagramm nicht nur flache Kurven erwünscht. Aber auch gleichmäßig vertikal beabstandet, ob ICH B oder v B E Kurven.

Antworten (2)

aus: http://www.ti.com/lit/an/sboa117a/sboa117a.pdf

Lernen Sie den Transkonduktor (auch bekannt als Transkonduktanz-Operationsverstärker) kennen, der die folgende (leider unphysikalische) Vce/Ic-Charakteristik hat (verzeihen Sie die schreckliche mspaint-Arbeit).

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Erhältlich als OPA861 . Art von.

BEARBEITEN:

Wenn Sie etwas über BJTs lernen, lernen Sie das Hybrid-Pi- Kleinsignalmodell kennen :

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Dies ist das Großsignalmodell des Transkonduktors.

Interessanter Fund. Dieses Gerät war mir nicht bekannt. Ein Gedanke zu Ihrem Bild - sollte es nicht nur für den oberen rechten und den unteren linken Quadranten gelten?
@Andyaka Nein, weshalb der Transkonduktor völlig unphysikalisch ist und warum der OPA861 V + / V- hat.
Beachten Sie, dass diese OPAxxx-Geräte Emitterpfeile zeigen, die in beide Richtungen gehen. Die Vorspannung dieser ist im Vergleich zu einem NPN- oder PNP-Transistor im linearen Betrieb sehr unkonventionell. Es passt tatsächlich zu Andys Vision eines "linearen" Transistors. Sein „Kollektor“- und „Emitter“-Strom kann in beide Richtungen fließen.
@glen_geek wirklich sehr cool.
Ich habe mir mal das Datenblatt von TI angesehen. Den meisten Beispielen scheint eine Stromquelle zu fehlen. Legen Sie eine Spannung an B an und Strom fließt aus E und C, als wäre dort eine geheime Batterie. Kann mir jemand erklären was los ist?
@Transistor wie bei Operationsverstärkern wird die Stromquelle nicht immer angezeigt. Das Datenblatt spezifiziert das Verhalten bei Vs = +/-5V

Planen Sie die Linearisierung des Bipolartransistors mit einem nicht umgangenen Re-Widerstand. Mit 260 Millivolt über dem Re fällt Ihre Verzerrung auf 10:1 (durch die Mathematik der Taylor-Serie mit einem zusätzlichen "Versteifungselement"). Mit 2,6 Volt über dem Re sinkt Ihre Verzerrung um 100:1.

Welche Eigenschaften sollte ein Transistor idealerweise für einen normalen linearen Verstärker haben?
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