Mengapa BJT dianggap "dikendalikan saat ini"?

Dengan BJT, kita dapat mengontrol arus basis menggunakan Vin (dari diagram). Mengapa buku teks menyatakan bahwa BJT dikendalikan saat ini ketika jelas bahwa mengubah tegangan mengontrol arus melalui kolektor?

Dalam rangkaian di atas, Vin mengendalikan arus yang menuju pangkalan, bukan penurunan tegangan pada basis dan emitor dari transistor itu sendiri.

Penurunan voltase melintasi Vbe akan selalu sekitar 0,7V untuk Vin> 0,7; kelebihan voltase akan jatuh melintasi R1.

Dengan mengubah Vin, Anda sebenarnya mengendalikan arus yang menuju ke basis berdasarkan persamaan:

Pembukaan

Mari kita mulai dengan sedikit penyimpangan: apa yang membuat generator menjadi generator saat ini alih-alih generator tegangan? Lihatlah karakteristik VI: yang sebagian besar tegangannya konstan (hampir horisontal di bidang IV) akan disebut generator tegangan, yang sebagian besar arusnya konstan (hampir horisontal di bidang VI) akan disebut generator arus.

(Gambar diambil dari situs web Tutorial Elektronik)

Ini karena 'aksen' adalah pada kuantitas konstan (tegangan atau arus yang dipasok - sedangkan kuantitas lainnya bervariasi tergantung pada beban dan kepatuhan generator). (Catatan 1)

Dalam perangkat yang dikendalikan, aksennya pada kuantitas variabel. Mengingat karakteristik input eksponensial, yang membuat Vbe hampir konstan, saat ini Anda ingin melihat sebagai variabel pengontrol. Ini adalah konsekuensi langsung dari penyebaran kesalahan: ketika Anda memiliki fungsi curam, kesalahan kecil dalam jumlah yang hampir konstan x akan berubah menjadi kesalahan yang jauh lebih besar dalam jumlah yang sangat bervariasi q (dan sebaliknya).

Gambar diambil dari "Pengantar analisis kesalahan", Taylor dan terdistorsi agar sesuai dengan tujuannya

Intinya adalah bahwa lebih mudah untuk membedakan antara 10 e 40 uA (rasio 1 banding 4) daripada memisahkan 0,65 dan 0,67 V (rasio 1 hingga 1,03). (Catatan untuk pikiran yang kurang fleksibel: seperti nilai yang lebih ekstrem yang saya gunakan sebelum pengeditan ini, ini adalah nilai yang dibuat untuk menunjukkan kontras antara perubahan yang terlihat dalam apa yang ingin Anda lihat sebagai variabel pengendali - arus yang memasuki basis - dan perubahan lemah pada tegangan antara basis dan emitor).

Hal paling sederhana

Anda dapat melihat mengapa itu disebut kontrol saat ini dengan mendorongnya ke batas dengan mengadopsi model paling sederhana untuk BJT, seperti yang ditunjukkan oleh Chua, Desoer dan Kuh dalam "Sirkuit Linear dan Nonlinier" mereka: dalam gambar berikut, semua dioda ideal ( ambang tegangan adalah nol, dan begitu juga resistansi seri, ini adalah sirkuit terbuka sempurna ketika bias terbalik dan celana pendek sempurna ketika bias maju).

E0 menambahkan tegangan ambang ke karakteristik input, sementara aksi transistor dinyatakan oleh ic = beta * ib. Perhatikan bahwa generator arus yang dikendalikan arus. Berikut adalah karakteristik input dan output yang sesuai

Cukup sederhana, bukan? Anda dapat membandingkannya dengan karakteristik aktual dan melihat bahwa mereka mirip dengan mereka. Sederhananya, ini adalah model yang sah dan dapat digunakan untuk memodelkan sirkuit di mana, dengan mengubah ib (Anda tidak dapat mengubah Vbe dalam model ini, karena sudah diperbaiki) Anda mengubah nilai Ic. Anda dapat melihat bagaimana Anda dapat membuat ib berubah dengan memotong karakteristik input dengan garis beban input

Dengan mengubah E1 (bukan bagian dari BJT) Anda mengubah ib (bagian dari BJT). Kemudian Anda dapat menemukan nilai ic yang sesuai dengan nilai ib itu, pilih karakteristik output yang sesuai dan menemukan tegangan dengan berpotongan dengan garis beban keluaran.

Seseorang akan melompat di kursinya sambil berteriak " APA? Anda menggunakan beta untuk merancang penguat untuk dimasukkan ke dalam produksi di seluruh dunia untuk aplikasi nuklir yang kritis? Juga, dari mana Anda pikir beta berasal? Selain itu, tidak tahukah Anda bahwa beta dapat berubah sebanyak sebanyak gazillions sembilan belas persen hanya dengan melihatnya? "

Intinya adalah bahwa untuk transistor yang diberikan Anda memiliki nilai beta yang cukup jelas (Anda dapat mengukurnya sebelumnya, jadi tidak masalah jika lot produksi menunjukkan dispersi yang memalukan) dan jika Anda tidak berjalan terlalu jauh, Anda dapat mengabaikannya variasinya dengan parameter listrik lainnya. Perhatikan bahwa ini adalah model sederhana yang tidak memodelkan variasi beta dengan suhu, arus, atau bahkan warna rambut; itu adalah model yang disederhanakan yang menangkap inti dari tindakan transistor, banyak dengan cara yang sama seperti "manusia transistor" yang terkadang dicerca dari The Art of Electronics.

Dapatkah Anda menemukan frekuensi cutoff dari transistor dari model ini? Nggak. Bisakah Anda menjelaskan efek awal dengan model ini? Nggak. Bisakah Anda menjelaskan resistensi diferensial dari persimpangan BE dengan model ini? Nggak. Bisakah Anda menjelaskan produksi pasangan muatan karena radiasi? Nggak. Bisakah Anda menjelaskan kuantisasi bidang kedua dan pembengkokan ruangwaktu? Nggak.

Apakah ini berarti bahwa model ini sama sekali tidak berguna? Nggak. Perilaku yang sangat disederhanakan dari model ini menunjukkan mengapa banyak buku teks menyatakan bahwa BJT saat ini dikendalikan. Karakteristik input aktual menyerupai garis vertikal di mana Anda hanya dapat memvariasikan ib, dan bukan vbe, yang nilainya dianggap tetap. (Dan inilah mengapa saya melakukan penyimpangan itu pada awal jawaban ini).

Anda mungkin ingin membandingkan model paling sederhana untuk MOSFET: halaman 151 dari Chua memiliki yang juga.

Seperti yang Anda lihat, arus gerbang ditetapkan (nol untuk menjadi bertele-tele), suatu kondisi ganda yang ditunjukkan dalam BJT: karakteristik input VI adalah horisontal. Satu-satunya kontrol yang Anda miliki di sini adalah melalui vgs. Apakah ini berarti kita meniadakan keberadaan efek terowongan? Tidak, ini hanya model. Model yang disederhanakan yang, antara lain, tidak mempertimbangkan tunneling tetapi masih berhasil menunjukkan mengapa dalam MOSFET Anda bertindak pada tegangan sumber gerbang.

Sejauh ini kita telah melihat bagaimana hubungan (disederhanakan) antara ib dan ic dapat dilihat sebagai kontrol ic melalui ib, melalui beta. Tapi kita juga bisa menggunakan alpha, kenapa tidak? Izinkan saya mengutip, kata demi kata, buku teks lain yang mempertimbangkan perangkat terkontrol BJT saat ini: "Fisika Quantum Atom, Molekul, Padatan, Nuklei dan Partikel 2e", oleh Eisberg dan Resnick, p. 474 (pada halaman 475 ditunjukkan konfigurasi basis umum):

Gagasan dasar dari aksi transistor adalah bahwa arus dalam rangkaian emitor mengendalikan arus dalam rangkaian kolektor. Lebih dari 90% arus mengalir melalui emitor, sehingga arusnya sama besar. Tetapi tegangan melintasi basis-kolektor dapat jauh lebih besar daripada yang melintasi koneksi basis-emitor, karena yang pertama adalah bias terbalik, sehingga output daya di sirkuit kolektor bisa sangat jauh lebih besar daripada input daya di sirkuit emitor . Karenanya transistor bertindak sebagai penguat daya.

Apakah kedua pria ini tidak menyadari peran yang dimainkan oleh mekanika kuantum dalam teori band padatan? Apakah mereka belum pernah mendengar statistik kuantum? Apakah mereka tahu apa itu lubang (belum lagi tempco)? Mungkinkah mereka lupa bahwa menerapkan tegangan dapat mengubah profil tingkat energi yang dikaitkan dengan pita valensi dan konduksi? Saya kira tidak. Mereka hanya memilih model yang lebih sederhana untuk menjelaskan bagaimana seseorang dapat menafsirkan tindakan transistor yang disebut.

Artis Bruno Munari pernah berkata: " Merumitkan itu sederhana, menyederhanakan itu rumit ... Semua orang bisa rumit. Hanya sedikit yang bisa menyederhanakan ". Di antara yang lain, Chua, Desoer, Kuh, Eisberg, dan Resnick memilih untuk menyederhanakan.

Siapa yang bermain di base, pertama?

Sekarang, kembali ke (hampir) transistor nyata. Ini adalah karakter vbe pertama yang saya buat setelah pencarian gambar Google :

Tidak tahu apakah itu asli, tetapi terlihat masuk akal. Hal yang perlu diperhatikan di sini adalah bahwa ketika ib berubah sangat besar, dengan 100-an persen, kita akan berubah dengan jumlah yang relatif kecil, hanya beberapa persen. Ini karena hubungan eksponensial dari persimpangan BE. Katakanlah Anda ingin menggunakan BJT ini untuk menghasilkan 10 mA pada hari ganjil dan 15 mA pada hari genap. Anda memiliki laboratorium Jerman yang mengukur beta dari transistor tertentu di tangan Anda dan hasilnya 250 lebih dari kisaran bunga. Katakanlah Anda memiliki generator arus dan tegangan dengan akurasi 10%.

Kontrol saat ini : Anda dapat menggunakan ic = beta ib untuk menemukan nilai ib yang harus Anda atur. Nilai nominal 10 dan 15 mA ic membutuhkan nilai nominal 40 e 60 uA untuk ib. Mengingat keakuratan generator Anda saat ini, Anda akan melihat kisaran arus input dan output berikut:

ib = 36-44 uA -> ic = 9-11 mA ib = 54-66 uA -> ic = 13.5-16.5 mA

Kontrol tegangan : Anda tidak percaya pada beta, jadi Anda harus menentukan tegangan yang menghasilkan vbe ... Ya, apa? Bacalah pada grafik di atas (tetapi kemudian Anda harus menerima hubungan ic = beta ib yang mengerikan). Saya kira Anda harus menggunakan model Ebers-Moll untuk menghitung nilai dengan nilai yang diinginkan untuk ic. Tapi katakanlah kita menentukan itu tepat 0,65 dan 0,67V (sama seperti saya telah menggunakan nilai yang tepat untuk beta, di atas) Ketika kita mencoba untuk mengatur nilai-nilai yang tepat, generator akurat 10% buatan Cina kita akan memasok kisaran tegangan berikut

0,585 - 0,715 V -> kembali ke Ebers-Moll, untuk menghitung ic, ... terlalu buruk ketidakpastiannya akan diperparah ...

0,603 - 0,737 V -> tidak, tunggu, sebelum menghitung ...

... tampaknya kami sudah memiliki superposisi dalam rentang tegangan yang kami suplai: kami mungkin tidak dapat membedakan hari yang genap dengan yang ganjil.

Saya kira lebih baik menggunakan basis arus sebagai sarana untuk mengontrol arus kolektor.

Dengan kontrol saat ini, bahkan jika saya membiarkan kesalahan 10% pada nilai beta yang diukur, saya masih bisa (nyaris, tetapi masih) melihat dua rentang arus (8,10-12,10 mA vs 12,15-18,15 mA) yang sesuai dengan ganjil dan bahkan berhari-hari.

Dengan kontrol tegangan, jika Anda menambahkan 10% kesalahan pada nilai tegangan yang dihitung (atau dibaca dari diagram) (dan saya bersikap murah hati karena kesalahan itu akan diperkuat), Anda sudah hilang dalam ketidakpastian. Ini adalah teori propagasi kesalahan dasar.

Istirahat

Posting ini membutuhkan waktu, saya akan kembali lagi untuk menambahkan sesuatu yang lebih. Izinkan saya menjawab pertanyaan perang agama yang mungkin Anda saksikan. Tentang apa itu semua?

Transistor adalah perangkat solid state yang pekerjaan dalamnya perlu dijelaskan dengan menggunakan hukum fisika kuantum. Mengingat struktur pita tingkat energi pembawa listrik dalam padatan, adalah wajar untuk menggunakan tingkat energi untuk menggambarkan cara kerja perangkat-perangkat ini. Energi dan potensi saling terkait erat satu sama lain, sehingga sebagian besar model cenderung menyatakan jumlah yang relevan dalam fungsi potensi (perbedaan). Alasan saya menulis

Catatan: Ketergantungan pada Vbe yang ditunjukkan dalam model Ebers-Moll tidak menyiratkan hubungan sebab-akibat. Hanya lebih sederhana untuk menulis persamaan dengan cara itu. Tidak ada yang melarang Anda menggunakan fungsi terbalik.

adalah tegangan dan arus yang terkait erat juga: mereka digabungkan jumlah dari jenis aliran usaha, sehingga pada dasarnya Anda tidak dapat memiliki satu tanpa yang lain. Ini adalah masalah yang rumit, dan saya kira kita juga harus mempertimbangkan apa artinya menciptakan perbedaan tegangan. Apakah itu tidak diciptakan oleh perpindahan muatan (oleh reaksi elektrokimia dalam baterai, oleh interaksi elektromagnetik dalam generator mekanik). Saya menduga bahwa pada akhirnya semua perangkat pada dasarnya dikendalikan oleh biaya: Anda memindahkan biaya dari sini ke sana dan mendapatkan efek tertentu.

Saya curiga tentara salib 'kontrol tegangan' mengasumsikan rekan 'kontrol saat ini' telah mempelajari elektronik pada buku-buku Forrest Mims dan belum pernah melihat buku fisika kuantum, keadaan padat, atau perangkat semikonduktor. Mereka tampaknya mengabaikan makna mengendalikan variabel sebagai variabel yang dipilih untuk mengatur untuk menjalankan kontrol. Saya harap kutipan dari Eisberg & Resnick (dua fisikawan 'solid' jika Anda mengizinkan saya permainan kata) akan menunjukkan kepada mereka bahwa ini bukan masalahnya.

Catatan (1) Kurva generator ideal hanya itu: ideal. Cobalah untuk membayangkan transisi dari generator tegangan ideal ke generator arus ideal yang melewati generator tegangan baik, sedang dan buruk, kemudian generator jelek, rata-rata dan bagus.

Secara umum Anda bisa membayangkan BJT menjadi sumber arus yang dikontrol saat menemukan titik bias dalam aplikasi linier (sinyal besar). $I_C=\beta I_B$

Lebih berguna untuk menganggapnya sebagai sumber arus yang dikontrol tegangan ketika Anda melakukan analisis sinyal kecil, seperti untuk amplifier - menggunakan mode pi hibrida l.

Tidak ada yang sangat berguna ketika Anda mengevaluasi aplikasi switching karena arus basis akan cukup tinggi sehingga arus kolektor ditentukan oleh sirkuit eksternal dan bukan oleh karakteristik transistor (yang pertama agak membantu dalam memastikan kondisi itu ada).

BJT tidak dikendalikan saat ini, tetapi, untuk perkiraan yang berguna, berperilaku seperti itu. Di bawah model BJT yang lebih akurat, seperti Ebers-Moll , arus kolektor bukanlah fungsi dari arus basis tetapi dari tegangan basis ( ).$V_{BE}$

Jawaban lain telah menyatakan pendapat tentang apakah BJT dikontrol tegangan atau dikontrol arus atau keduanya. Dalam jawaban saya, saya ingin membahas ini:

ketika jelas bahwa mengubah tegangan mengontrol arus melalui kolektor?

Pertimbangkan rangkaian alternatif berikut:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Bukankah tidak jelas itu

dan

dan dengan demikian bahwa arus basis mengontrol arus melalui kolektor?

Ya, Anda mungkin keberatan bahwa mengubah tentu saja mengubah dll. Tetapi itu adalah pedang bermata dua karena keberatannya bekerja dua arah, yaitu, perubahan dalam tentu saja mengubah .$I_B$$V_{BE}$$V_{BE}$$I_B$

Jadi tidak , tidak jelas , dengan contoh Anda, bahwa BJT dikendalikan tegangan.

Tambahan: ada sedikit argumen dalam komentar mengenai pertanyaan apakah arus kolektor BJT 'berdiri sendiri' secara fundamental dikendalikan oleh atau . Sangat mudah untuk mengkonfirmasi dengan SPICE bahwa seseorang dapat mengontrol arus kolektor dengan mengendalikan arus basis dengan sumber arus:$v_{BE}$$i_B$

Demikian pula, seseorang dapat mengkonfirmasi bahwa seseorang dapat mengontrol arus kolektor dengan mengendalikan tegangan basis-emitor dengan sumber tegangan.

Terlepas dari itu, beberapa pengguna telah dengan kuat menyatakan posisi mereka bahwa arus kolektor BJT jelas - jelas dikontrol tegangan dan untuk menyarankan sebaliknya berada di luar batas.

Sudah lama sejak saya mempelajari fisika keadaan padat jadi saya memutuskan untuk berkonsultasi dengan perpustakaan saya tentang buku teks EE. Buku teks pertama yang saya tarik dari rak adalah " Perangkat Elektronik Solid State ", 3rd Ed.

Berikut ini kutipan ekstensif dari bagian 7.2.2:

Masih harus ditunjukkan bahwa arus kolektor dapat dikontrol oleh variasi dalam arus kecil .$i_C$$i_B$

Dalam diskusi ke titik ini, kami telah menunjukkan kontrol oleh arus emitor , dengan arus basis dicirikan sebagai efek samping kecil. Bahkan, kita dapat menunjukkan dari argumen netralitas muatan ruang bahwa memang dapat digunakan untuk menentukan besarnya .$i_C$$i_E$$i_B$$i_C$

Mari kita perhatikan transistor pada Gambar 7-6, di mana ditentukan oleh rangkaian biasing. Untuk kesederhanaan, kami akan menganggap efisiensi injeksi emitor satu dan arus saturasi kolektor diabaikan. Karena daerah dasar tipe-n netral secara elektro-statis antara kedua daerah transisi, keberadaan lubang berlebih dalam perjalanan dari emitor ke panggilan pengumpul untuk mengkompensasi kelebihan elektron dari kontak dasar.$i_B$

Namun, ada perbedaan penting dalam waktu yang dihabiskan elektron dan lubang di dasarnya. Kelebihan rata-rata lubang menghabiskan waktu , didefinisikan sebagai waktu transit dari emitor ke kolektor. Karena lebar basis dibuat kecil dibandingkan dengan , waktu transit ini jauh lebih kecil daripada rata-rata lubang seumur hidup .$\tau_t$$W_b$$L_p$$\tau_p$

Di sisi lain, rata-rata kelebihan elektron yang dipasok dari kontak basis menghabiskan detik dalam basis yang memasok netralitas biaya ruang selama masa berlebih lubang rata-rata. Sementara elektron rata-rata menunggu detik untuk rekombinasi, banyak lubang individual dapat masuk dan meninggalkan wilayah basis, masing-masing dengan waktu transit rata-rata . Khususnya, untuk setiap elektron yang masuk dari kontak dasar, lubang dapat berpindah dari emitor ke kolektor sambil mempertahankan netralitas biaya ruang. Dengan demikian rasio arus kolektor ke arus basis sederhana$\tau_p$$\tau_p$$\tau_t$$\frac{\tau_p}{\tau_t}$

$$\frac{i_C}{i_B} = \beta = \frac{\tau_p}{\tau_t}$$

untuk dan arus saturasi kolektor yang dapat diabaikan.$\gamma = 1$

Jika pasokan elektron ke pangkalan dibatasi, lalu lintas lubang dari emitor ke pangkalan berkurang. Ini dapat diperdebatkan hanya dengan mengandaikan bahwa injeksi lubang tidak berlanjut meskipun ada pembatasan pada elektron dari kontak basa. Hasilnya akan menjadi penumpukan bersih muatan positif di pangkalan dan hilangnya bias ke depan (dan karenanya hilangnya injeksi lubang) di persimpangan emitor. Jelas, pasokan elektron melalui dapat digunakan untuk menaikkan atau menurunkan aliran lubang dari emitor ke kolektor.$(i_B)$$i_B$

Sekarang saya hampir yakin bahwa mereka yang dengan kuat di kamp kontrol tegangan akan menafsirkan ini sebagai konfirmasi posisi mereka seperti halnya mereka yang kuat di kamp kontrol saat ini. Jadi saya akan membiarkannya begitu saja. Biarkan gonggongan dimulai ...

Saya pikir Anda mendapatkannya mundur. mengendalikan melalui hukum Ohm (dengan asumsi penurunan tegangan pada basis kecil): . BJT pada gilirannya dikendalikan oleh arus ini: .$V_{in}$$I_{B}$$I_{B} = V_{in}/ R_1$$I_C = \beta \cdot I_B$

Pada akhirnya ada hubungan linear antara dan , tetapi ini hanya berlaku selama tetap konstan. Karena bukan bagian dari BJT, Anda tidak dapat mengasumsikan apa pun ketika membahas karakteristik BJT, dan Anda tidak dapat mengatakan BJT dikendalikan oleh . I C R 1 R 1 V i $V_{in}$$I_C$$R_1$$R_1$$V_{in}$

Mungkin sebuah contoh akan menjelaskannya dengan lebih baik. Bayangkan saya mengendarai mobil, dan kecepatannya tergantung pada seberapa keras saya mendorong gas dan berapa lama. Tetapi saya tidak ingin mendapatkan denda, jadi saya selalu menghormati batas kecepatan. Sekarang Anda datang dan berkata:

Mengapa mereka mengatakan mobil dikendalikan oleh pedal gas, padahal kecepatannya tergantung pada benda logam datar dengan angka dicat pada mereka?

Jadi apa yang Anda katakan adalah benar dalam kasus khusus ini, tetapi itu tidak mengubah fakta bahwa mobil tidak peduli sedikit pun tentang benda logam datar di sekitarnya.

Jika Anda membuat Vin sebuah konstanta dan R1 sebuah variabel, apakah Anda akan mengatakan bahwa BJT adalah perangkat yang dikontrol tahanan?

Dalam pengaturan Anda, Anda tampaknya memiliki kontrol tegangan dan mengamatinya dapat mempengaruhi arus kolektor. Masuk akal untuk menggunakan ini sebagai bukti arus rangkaian ini dikontrol tegangan, tetapi tidak masuk akal untuk mengatakan ini berarti bahwa semua BJT dikontrol tegangan.

Anda harus membuat perbedaan antara keseluruhan sistem dan komponen dalam sistem, bahkan ketika itu adalah komponen yang paling menarik atau bahkan satu-satunya yang tampak menarik.

Saya pikir masuk akal untuk memanggil arus BJT yang dikendalikan ketika Anda membandingkannya dengan MOSFET.

MOSFET memiliki gerbang, dan semakin tinggi tegangan pada gerbang (yang pada dasarnya tidak menarik arus), semakin tinggi konduktansi dari sumber drain->. Jadi, ini adalah perangkat yang dikendalikan tegangan.

Kalau tidak,

BJT memiliki basis. Semakin tinggi konduktansi dari kolektor ke emitor, semakin tinggi arus basis.

Sebagai contoh praktis yang sangat menyoroti perbedaannya:

• Memori Flash

Topologi memori ini tidak mungkin diimplementasikan dengan BJT, karena arus basis konstan diperlukan untuk konduksi. Dalam MOSFET, biaya dapat disuntikkan ke gerbang terisolasi. Jika mereka disuntikkan, mereka akan tinggal di sana, dan terus melakukan MOSFET sepanjang waktu. Konduktansi ini (atau ketiadaannya, jika tidak ada biaya yang disuntikkan) dirasakan, dan digunakan untuk membaca bit-state yang disimpan.

Hingga kini, saya menghitung 10 jawaban dan banyak komentar. Dan lagi-lagi saya telah belajar bahwa pertanyaan apakah BJT bertegangan-atau terkontrol saat ini tampaknya menjadi masalah agama. Saya khawatir, si penanya (" Mengapa buku teks menyatakan bahwa BJT saat ini dikendalikan ") akan bingung karena begitu banyak jawaban yang berbeda. Ada yang benar dan ada yang sama sekali salah. Karena itu, demi kepentingan si penanya, saya ingin merangkum dan mengklarifikasi situasi.

1) Apa yang saya tidak akan pernah mengerti adalah fenomena berikut: Tidak ada bukti tunggal bahwa Ic saat ini kolektor dari BJT akan dikendalikan / ditentukan oleh basis arus Ib. Namun demikian, masih ada beberapa orang (bahkan insinyur!) Yang berulang-ulang mengulangi bahwa BJT - dalam pandangan mereka - akan dikontrol saat ini. Tetapi mereka hanya mengulangi pernyataan ini tanpa bukti - tidak mengejutkan, karena tidak ada bukti dan tidak ada verifikasi.

Satu-satunya "justifikasi" selalu hubungan sederhana Ic = beta x Ib. Tetapi persamaan seperti itu tidak pernah bisa memberi tahu kita apa pun tentang sebab dan akibat. Lebih dari itu, mereka lupa / mengabaikan bagaimana persamaan ini awalnya diturunkan: Ic = alpha x Ie dan Ie = Ic + Ib. Karenanya, Ib hanyalah bagian (kecil) dari Ie - tidak ada yang lain. (Barrie Gilbert: Arus basis hanya "cacat").

2) Sebaliknya, ada banyak efek yang dapat diamati dan sifat ciruit yang dengan jelas menunjukkan dan membuktikan bahwa BJT dikendalikan oleh tegangan. Saya pikir, semua orang yang tahu bagaimana dioda pn sederhana bekerja juga harus mengenali apa tegangan difusi dan bagaimana tegangan eksternal dapat mengurangi efek penghalang dari properti mendasar dari persimpangan pn.

Kita harus menerapkan TEGANGAN yang tepat di terminal yang sesuai untuk memungkinkan arus melalui zona penipisan. Tegangan ini (resp. Medan listrik yang sesuai) adalah satu-satunya kuantitas yang memberikan gaya untuk gerakan pembawa yang dibebankan, yang kita sebut arus! Apakah ada alasan bahwa sambungan pn-emitor dasar harus berperilaku sangat berbeda (dan TIDAK bereaksi terhadap tegangan)?

Berdasarkan permintaan, saya dapat mendaftar setidaknya 10 efek dan properti rangkaian yang hanya dapat dijelaskan dengan kontrol tegangan. Mengapa pengamatan ini begitu sering diabaikan?

3) Penanya telah mempresentasikan sirkuit yang layak mendapatkan komentar tambahan. Kita tahu bahwa sebuah opamp (tidak diragukan lagi digerakkan oleh tegangan) dapat disambungkan sebagai penguat arus-dalam-tegangan-keluar (penguat transresistensi). Itu berarti: Kita harus selalu membedakan antara sifat-sifat unit penguat "telanjang" dan rangkaian lengkap dengan bagian tambahan.

Untuk kasus ini, itu berarti: BJT sebagai bagian yang berdiri sendiri digerakkan oleh tegangan - namun, melihat seluruh rangkaian (dengan resistor R1) kita dapat memperlakukan pengaturan lengkap sebagai rangkaian yang digerakkan saat ini jika R1 jauh lebih besar daripada masukan resistansi dari jalur BE. Dalam hal ini, kami memiliki pembagi tegangan yang didorong oleh tegangan Vin.

Secara implisit, dua pertanyaan:
1. mengapa bisa dianggap "dikendalikan saat ini", dan
2. mengapa nyaman untuk mempertimbangkan BJT "dikendalikan saat ini".

Pertanyaan pertama. Secara matematis, perangkat memaksakan dua persamaan pada ruang parameter, yang terdiri dari dua tegangan dan dua arus (satu dapat menambah suhu, beberapa hal yang berkaitan dengan waktu untuk memperhitungkan efek transien, tetapi tidak akan mengubah jumlah persamaan). Sistem dapat diekspresikan secara ekivalen dalam berbagai bentuk. Tidak seperti FET, di mana on / off mode tidak berbeda dalam gerbang saat ini, dalam BJT kendali hasil perubahan pergeseran tertentu pada kedua tegangan dan pesawat saat ini. Setiap pesawat bertanggung jawab atas dua derajat kebebasan. Jadi, kita dapat menganggap dua tegangan sebagai variabel independen, atau dua arus. Atau, katakanlah, dan , dengan parameter lain bergantung padanya. Tidak ada perbedaan.$V_{\mathrm{BC}}$$I_{\mathrm E}$

Pertanyaan kedua Menurut akal sehat, masuk akal untuk memperlakukan sebagai kontrol parameter yang perubahan kecilnya menghasilkan perubahan besar (tetapi dapat diprediksi) dalam mode operasi. Selain itu, mengendalikan transistor terjadi sebagian besar atau seluruhnya di wilayah aktif-maju, berguna untuk keuntungannya. Parameter kandidat yang paling jelas adalah dan , yang perubahan kecilnya (pada bias B – E maju) menghasilkan perubahan besar pada karakteristik kolektor. Tetapi efek dari sangat non-linear, sedangkan (untuk ) arus dalam BJT bergantung pada hampir linear. Itu saja. I B V B E V B C ≈ V E C I $V_{\mathrm{BE}}$$I_{\mathrm B}$$V_{\mathrm{BE}}$$V_{\mathrm{BC}} \approx V_{\mathrm{EC}}$$I_{\mathrm B}$

Arus kolektor, menurut definisi / fisika, adalah fungsi dari arus basis (dan secara implisit permintaan arus beban). Rumus yang mengatur BJT adalah . Di mana adalah gain, adalah arus melalui persimpangan BE, dan adalah arus (maksimum) melalui persimpangan CE. β I B I $I_C = \beta \cdot I_B$$\beta$$I_B$$I_C$

Tegangan basis (yaitu tegangan yang diukur pada terminal dasar berkenaan dengan GND) sebenarnya lebih atau kurang konstan (setidaknya dalam saturasi), sebagai karakteristik dari penurunan tegangan maju dioda.