Mengapa transistor tidak mau pindah?

11

Saya sedang membaca contoh dari buku teks. Dan untuk rangkaian ini di atas penulis mengklaim ketika R3 kurang dari 100 ohm Q3 tidak akan beralih. Saya tidak tahu "alasan" mengapa. Tapi saya memverifikasi dengan LTSpice penulisnya benar. Dia hanya tidak menjelaskan alasannya.

Jika katakanlah R3 mendekati nol saat Q2 aktif, mengapa Q3 juga tidak aktif?

transistors switches bjt

— pengguna16307
sumber

3

Anda tampaknya bekerja keras, mempelajari dan menganalisis contoh ini. Tidak ada yang salah dengan itu. Itu hanya menarik perhatian saya setelah melihatnya dua kali. Semoga beruntung di luar sana!

— Daniel Tork

17

Agar Q3 diaktifkan, penurunan tegangan antara basis dan emitor harus sekitar 0,6 V, yang berarti bahwa tegangan yang sama harus dijatuhkan di atas R3, yang berarti bahwa arus yang mengalir melalui R3 harus setidaknya I3 = 0,6 V / R3 .

Ketika ada lebih sedikit arus yang mengalir melalui R3, penurunan tegangan R3 lebih kecil dari penurunan tegangan minimal Q3, dan Q3 akan tetap mati.

Untuk R3 = 100 Ω, I3 saat ini yang dibutuhkan adalah 6 mA. Namun, dalam rangkaian ini, arus melalui R3 dan Q3 juga dibatasi oleh R2: arus 6 mA akan menghasilkan penurunan tegangan 19,8 V lebih dari R2, yang tidak mungkin dengan pasokan 15 V.
Penurunan tegangan terbesar yang mungkin terjadi pada R2 terjadi ketika Q2 jenuh, dan sekitar 14 V, yang menghasilkan arus maksimum yang mungkin sekitar 14V / 3,3 kΩ = 4,2 mA.

— CL.
sumber

"Yang berarti bahwa tegangan yang sama harus dijatuhkan di atas R3," mengapa tegangan yang sama harus turun? apakah itu karena kirchoff eq?

— user16307

btw tetapi ketika R3 terlalu kecil maka arus dapat menjadi lebih besar dan membuat 0,7 volt untuk menyeimbangkan tegangan basis emitor. im bingung ..

— user16307

1

@ jjuserjr Saya pikir cara yang lebih mudah untuk secara kasar memeriksa apakah Q3 harus aktif atau tidak akan melihat bahwa dengan R3 ~ 0, Q3 akan memiliki tingkat tegangan yang sama di emitor dan basis, tetapi karena pnp emitor harus di potensi yang lebih rendah daripada dasar untuk mulai melakukan. Jika mereka pada potensi yang sama, Q3 akan mati.

— user13267

Ujung R3 dan basis / emitor Q3 terhubung langsung, sehingga titik-titik ini selalu memiliki tegangan yang sama. Arus melalui R3 tidak bisa lebih besar karena R2 tidak mengizinkannya.

— CL.

@ user13267 Ketika Anda menulis "karena ini adalah pnp, emitor harus berada pada potensi yang lebih rendah daripada basis untuk mulai melakukan.", Saya pikir Anda bermaksud bahwa emitor harus pada potensi yang lebih tinggi daripada basis.

— Deepak

8

$V_{EB}$ $R_3$

$V_{EB}$ $R_3$ $R_2$ $R_3$ $Q_3$

V_{E B} \approx \frac{R_{3}}{R_{2} + R_{3}} \cdot 15 V \approx \frac{R_{3}}{R_{2}} \cdot 15 V

$V_{EB} \approx \frac{R_3}{R_2 + R_3} \cdot \text{15 V} \approx \frac{R_3}{R_2} \cdot \text{15 V}$

R_{3} << R_{2}

$R_3 << R_2$

R_{3} / R_{2}

$R_3 / R_2$

— Greg d'Eon
sumber

tetapi ketika R3 terlalu kecil maka arus dapat menjadi lebih besar dan membuat 0,7 volt untuk menyeimbangkan tegangan basis emitor. saya bingung.

— user16307

1

Anda harus membaca en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider untuk memahami mengapa peningkatan arus tidak akan menyebabkan peningkatan tegangan.

— Greg d'Eon

tidak saya maksudkan bahwa pada dasarnya transistor pnp harus mengatur drop tegangan di kanan? jadi apa pun perlawanan itu harus mengaturnya. mengapa tidak bisa mengatur? dan jika itu mengatur arus R3 apa pun itu kecil harus meningkat. itulah yang saya pikir.

— user16307

Kita berbicara di sini tentang arus melalui resistor (yaitu R3) tidak melalui transistor , yang terakhir yang (saat ini) hanya bertanggung jawab untuk menyalakan transistor. Jika R3 terlalu rendah, maka tidak ada tegangan yang cukup di pangkalan untuk menghidupkan transistor. Arus melalui transistor diberikan oleh R2, bukan R3.

1

Dan mengenai jawaban Greg: kira-kira R3 / (R2 + R3) sebagai R3 / R2 tidak terlalu berguna di sini, terutama ketika merancang pembagi ini sehingga Q3 benar-benar masuk ke saturasi.

— Fizz

6

Karena Anda bingung tentang perilaku nyala Q3 relatif terhadap R3, pertimbangkan rangkaian ekuivalen yang hanya terdiri dari pembagi resistor esensial (R3 dan R2) dan persimpangan basis-emitor Q3:

Saya bervariasi di sini R3 dari waktu ke waktu dari 0 hingga 1K. Diode BE berubah menjadi sekitar 0,65V yang sesuai dengan 150 ohm untuk R3. Ini mudah diverifikasi sebagai 15V * 150 / (3300 + 150) = 0.65V.

Karena arus melalui dioda yang dihidupkan memiliki variasi eksponensial dengan tegangan melintanginya (persamaan Shockley), dan karena arus di sini dibatasi oleh R2, tegangan BE akan kira-kira konstan setelah dioda menyala. Setelah persimpangan aktif, Vbe sebenarnya bervariasi secara logaritma dengan arus dioda yang memiliki batas atas (dikenakan oleh R2) ... yang bisa dikatakan tidak banyak. Perhatikan bahwa kurva V (BE) (jejak merah) memiliki belokan yang lebih tajam daripada arus I (BE) (magenta) ... karena hubungan logaritmik yang dimilikinya dengan arus dioda.

Sebelum dioda menyala, tegangan BE adalah fungsi linear dari R3 karena itu hanya pembagi resitif dengan R2. Juga saya (R2) tidak banyak bervariasi bahkan sebelum dioda menyala karena titik nyala hanya sekitar R3 = 4,5% dari nilai R2. Tetapi pada plot I (R2) yang terpisah [di panel bawah] Anda dapat melihat bahwa "bahkan lebih konstan" melewati titik nyalakan dioda. Jadi ini memverifikasi asumsi biasa bahwa Vbe adalah konstan (dan akibatnya begitu juga saya (R2) di sini) setelah persimpangan BE benar-benar aktif. Sebelum itu tidak ada batasan pada apa Vbe itu bisa seperti yang Anda lihat; itu hanya tergantung pada nilai R3 ketika dioda dimatikan.

— Mendesis
sumber

5

Pertimbangkan tegangan melintasi dioda dan arus yang mengalir. Di bawah ini adalah kurva untuk dioda germanium lama (1N34A) dan silikon dioda (1N914): -

Berkonsentrasi pada dioda silikon (1N914). Dengan 0,6 volt, arus sekitar 0,6mA. Sekarang jatuhkan tegangan itu ke 0,4 volt. Arus turun menjadi 10 uA dan, dengan 0,2 volt di atasnya arus sekitar 100 nA.

Sekarang, persimpangan basis-emitor dalam BJT adalah dioda bias maju. Biasing maju berasal dari tegangan yang Anda tempatkan di atasnya dan ini biasanya melalui resistor biasing. Di sirkuit Anda, R2 dan tegangan catu daya menentukan arus yang dapat mengalir bersama ke basis dan ke R3.

Ketika R2 memasok jumlah yang layak saat ini, sebagian besar mengalir melalui basis emitor persimpangan karena Anda berada di bahwa bagian dari kurva dioda dan bahwa bagian dari kurva dioda memiliki resistansi dinamis yang jauh lebih kecil dari R3. Ketika tegangan basis-emitor semakin rendah, resistensi dinamisnya semakin tinggi dan R3 mulai menjadi "jalur" ke mana sebagian besar arus dari R2 mengalir.

Resistansi dinamis adalah perubahan kecil pada tegangan yang diterapkan dibagi dengan perubahan pada arus. Anda dapat melihat grafik dioda di atas dan memilih beberapa poin: -

Pada 0,60 volt arus mungkin 600 uA
Pada 0,62 volt arus sekitar 1000 uA

Resistansi dinamis adalah 20mV / 200uA = 100 ohm

Pada 0,40 volt arus sekitar 10 uA
Pada 0,42 volt arus sekitar 11 uA

Resistansi dinamis adalah 20mV / 1uA = 20 kohms.

Jadi, ketika R3 menurunkan itu menjadi lebih dominan bahwa basis emitor junction dan dengan cepat arus persimpangan jatuh. Mengingat bahwa kita dapat memperkirakan aksi transistor ke perangkat dengan penguatan arus, menurunkan R3 melampaui titik tertentu berarti arus kolektor yang turun dengan cepat dan, pada dasarnya, transistor dianggap dimatikan.

— Andy alias
sumber

3

Transistor membutuhkan sekitar 0,7 v VBE untuk mulai melakukan. Ketika Anda mendapatkan manfaat dari simulator di sana, bereksperimenlah dengan nilai R2 / R3 yang berbeda dan lihat tegangan yang dikembangkan di R3, dan apakah transistor menyala.

Seperti mengapa 0.7v, Anda perlu fisika semikonduktor!

— Neil_UK
sumber

Saya pikir saya bisa mengerti tentang beaviour dengan menggunakan logika aristotalian. "Jika ini melebihi ini

— nyalakan

2

Yah, saya pikir semua jawaban rumit telah diberikan, tetapi untuk dua sen saya: apa pun di bawah 150 ohm "menyingkat" basis ke persimpangan emitor

— bomber8013
sumber