Bir BJT neden “akım kontrollü” olarak kabul edilir?

BJT'lerle, Vin kullanarak taban akımını kontrol edebiliriz (diyagramdan). Neden ders kitapları, gerilimin değiştirilmesinin kollektör üzerinden akımı kontrol ettiği açık olduğunda BJT'lerin akım kontrollü olduğunu belirtir?

Yukarıdaki devrede Vin, tabandaki voltaj düşüşünü ve transistörün kendisinin yayıcısını değil, tabana giden akımı kontrol eder.

Vin> 0.7 için Vbe'deki voltaj düşüşü her zaman 0.7V civarında olacaktır; aşırı voltaj R1 boyunca düşürülecektir.

Vin'i değiştirerek, aslında denkleme dayalı olarak tabana giden akımı kontrol ediyorsunuz:

önsöz

Biraz kazı yaparak başlayalım: Jeneratörü voltaj jeneratörü yerine akım jeneratörü yapan nedir? VI özelliklerine bakın: çoğunlukla sabit gerilime sahip olan (IV düzleminde neredeyse yatay olan) gerilim üreteci, çoğunlukla sabit akıma sahip olan (VI düzleminde neredeyse yatay olan) akım jeneratörü olarak adlandırılacaktır.

(Elektronik Öğreticiler web sitesinden çekilen resimler)

Bunun nedeni, 'aksan' değerinin sabit miktar üzerinde olmasıdır (beslenen voltaj veya akım - diğer miktar yüke ve jeneratörün uyumluluğuna bağlı olarak değişkendir). (Not 1)

Kontrollü bir cihazda, aksan değişken miktar üzerindedir. Vbe'yi neredeyse sabit bırakan üstel girdi özelliği göz önüne alındığında, kontrol değişkeni olarak görmek istediğiniz akımdır. Bu, hataların yayılmasının doğrudan bir sonucudur: dik bir işleve sahip olduğunuzda, neredeyse sabit miktardaki x küçük bir hata, çok çeşitli miktarlarda q (ve tersi) çok daha büyük bir hataya dönüşecektir.

"Hata analizine giriş", Taylor'dan çekilmiş ve amaca uygun olarak çarpıtılan resim

Sonuç olarak, 10 e 40 uA (1 ila 4 oran) arasında ayrım yapmak, 0,65 ve 0,67 V (1 ila 1,03 oran) ayırmaktan daha kolaydır. (Daha az esnek zihinler için not: bu düzenlemeden önce kullandığım daha aşırı değerler gibi, bunlar kontrol değişkeni olarak görmek istediğiniz şeydeki - tabana giren akım - fark edilebilir bir değişiklik arasındaki kontrastı göstermeyi amaçlayan değerlerden oluşur. ve taban ve verici arasındaki voltajda zayıf değişiklik).

En basit şey

Chua, Desoer ve Kuh tarafından "Doğrusal ve Doğrusal Olmayan Devrelerde" gösterildiği gibi bir BJT için en basit modeli benimseyerek neden akım kontrolü olarak adlandırıldığını görebilirsiniz: aşağıdaki resimlerde tüm diyotlar idealdir ( eşik gerilimi sıfırdır ve seri direnci de vardır; bunlar ters yönde önyargılı olduğunda mükemmel açık devreler ve öne eğimli olduğunda mükemmel kısa devrelerdir).

E0 giriş karakteristiğine bir eşik voltajı eklerken, transistör hareketi ic = beta * ib ile ifade edilir. Akım kontrollü akım jeneratörüne dikkat edin. İşte karşılık gelen giriş ve çıkış özellikleri

Çok basit, değil mi? Bunları gerçek özelliklerle karşılaştırabilir ve bunlara benzediklerini görebilirsiniz. Basit olduğu gibi, bu yasal bir modeldir ve ib'yi değiştirerek (bu modelde Vbe'yi değiştiremezsiniz, sabit olduğu için) Ic değerini değiştirdiğiniz devreleri modellemek için kullanılabilir. Giriş karakteristiği ile giriş yükü çizgisini kesişerek ib değişikliğini nasıl yapabileceğinizi görebilirsiniz.

E1'i (BJT'nin bir parçası değil) değiştirerek ib'yi (BJT'nin bir parçası) değiştirirsiniz. Daha sonra ib'nin bu değerine karşılık gelen ic değerini bulabilir, karşılık gelen çıkış karakteristiğini seçebilir ve gerilimi çıkış yük hattı ile kesişerek bulabilirsiniz.

Birisi koltuğuna atlayarak " NE? " Görevini kritik nükleer uygulamalar için dünya çapında üretime sokacak bir amplifikatör tasarlamak için beta kullanıyor musunuz? Ayrıca, beta'nın nereden geldiğini düşünüyorsunuz? sadece ona bakılarak yüzde ninetin gazillion kadar değişebilir? "

Mesele şu ki, belirli bir transistör için makul bir şekilde tanımlanmış bir beta değerine sahip olursunuz (önceden ölçebilirsiniz, bu nedenle üretim partisinin utanç verici bir dağılım göstermesi önemli değildir) ve çok fazla dolaşmazsanız, göz ardı edebilirsiniz. diğer elektriksel parametrelerle değişimi. Bunun, beta çeşitlemelerini sıcaklık, akım ve hatta saç rengiyle modellemeyen basitleştirilmiş bir model olduğunu unutmayın; The Art of Electronics'in bazen reviled "transistör adamı" ile aynı şekilde, transistör hareketinin özünü yakalayan basitleştirilmiş bir model.

Transistörün kesme frekansını bu modelden bulabilir misiniz? Hayır! Erken Etkiyi bu modelle açıklayabilir misiniz? Hayır! Bu model ile BE bağlantısının diferansiyel direncini açıklayabilir misiniz? Hayır! Radyasyon nedeniyle yük çifti üretimini açıklayabilir misiniz? Hayır! İkinci alan nicemlemesini ve uzay-zamanın bükülmesini açıklayabilir misiniz? Hayır!

Bu, bu modelin tamamen işe yaramadığı anlamına mı geliyor? Hayır! Bu modelin son derece basitleştirilmiş davranışı, birçok ders kitabının neden BJT'lerin akım kontrollü olduğunu gösterdiğini gösterir. Gerçek giriş karakteristiği, değeri sabit olarak kabul edilen vbe'ye değil, sadece ib'yi değiştirebileceğiniz dikey çizgiye benzemektedir. (Bu yüzden bu cevabı bu cevabın başında yaptım).

Bir Mosfet için en basit modeli karşılaştırmak isteyebilirsiniz: Chua'nın 151. sayfasında da var.

Gördüğünüz gibi, geçit akımı sabittir (sıfırdan bilgiç olmak için), BJT'de gösterilenin iki katı bir durumdur: VI giriş özelliği yataydır. Burada sahip olduğunuz tek kontrol vgs. Bu, tünel etkisinin varlığını reddettiğimiz anlamına mı geliyor? Hayır, bu sadece bir model. Diğer şeylerin yanı sıra, tünellemeyi dikkate almayan ancak yine de bir MOSFET'te geçit kaynağı voltajı üzerinde neden hareket ettiğinizi göstermeyi başaran basitleştirilmiş bir model.

Şimdiye kadar ib ve ic arasındaki (basitleştirilmiş) ilişkinin, beta aracılığıyla ib aracılığıyla ic'nin kontrolü olarak nasıl görülebildiğini gördük. Ama alfa da kullanabiliriz, neden olmasın? BJT'lerin şu anki kontrollü cihazlarını düşünen başka bir ders kitabı olan kelimesi kelimesine yazalım: Eisberg ve Resnick, s. 474 (sayfa 475'te ortak bir temel yapılandırma gösterilmektedir):

Transistör eyleminin temel fikri, verici devresindeki bir akımın, kolektör devresindeki bir akımı kontrol etmesidir. Yayıcıdan geçen akımın% 90'ından fazlası, böylece akımlar benzer büyüklüktedir. Ancak, baz-toplayıcıdaki voltaj, verici-taban bağlantısı boyuncakinden çok daha büyük olabilir, çünkü birincisi ters yönde eğimlidir, bu nedenle toplayıcı devresindeki güç çıkışı, yayıcı devresindeki güç girişinden çok daha büyük olabilir. . Dolayısıyla transistör bir güç amplifikatörü görevi görür.

Bu iki beyefendi, kuantum mekaniğinin katıların bant teorisinde oynadığı rolden habersiz mi? Kuantum istatistiklerini duymamışlar mı? Bir deliğin ne olduğunu bile biliyorlar mı (tempco'dan bahsetmiyorum)? Gerilim uygulamanın, değerlik ve iletim bantlarına atfedilen enerji seviyesi profillerini değiştirebileceğini unutmuş olabilirler mi? Ben öyle düşünmüyorum. Transistör eylemini nasıl yorumlayabileceğini açıklamak için daha basit bir model seçtiler.

Sanatçı Bruno Munari bir keresinde şöyle dedi: " Karmaşık olmak basit, basitleştirmek karmaşık. ... Herkes karmaşıklaştırabilir. Sadece birkaçı basitleştirebilir ". Diğerlerinin yanı sıra, Chua, Desoer, Kuh, Eisberg ve Resnick basitleştirmeyi seçti.

Kim üssünde oynuyor?

Şimdi, (neredeyse) gerçek transistörlere geri dönelim. Bir Google görsel aramasından sonra bulduğum ilk vbe chars :

Eğer gerçek değilse Dunno, ama makul görünüyor. Burada fark edilmesi gereken şey, ib büyük oranda değiştiğinde, yüzlerce yüzde, vbe nispeten küçük miktarlarda değişir, sadece bir avuç yüzde. Bunun nedeni BE kavşağının üstel ilişkisidir. Bu BJT'yi tek günlerde 10 mA ve çift günlerde 15 mA üretmek için kullanmak istediğinizi varsayalım. Elinizdeki belirli transistörün betasını ölçen bir Alman laboratuvarınız var ve ilgi aralığında 250 olarak çıktı. Diyelim ki% 10 doğrulukta bir akım ve gerilim jeneratörünüz var.

Geçerli kontrol : Ayarlamanız gereken ib değerini bulmak için ic = beta ib'yi kullanabilirsiniz. 10 ve 15 mA ic nominal değerleri, ib için 40 e 60 uA nominal değerleri gerektirir. Mevcut jeneratörünüzün doğruluğu göz önüne alındığında, giriş ve çıkışta aşağıdaki akım aralıklarını görmeyi beklersiniz:

ib = 36-44 uA -> ic = 9-11 mA ib = 54-66 uA -> ic = 13,5-16,5 mA

Voltaj kontrolü : Beta sürümüne inanmıyorsunuz, bu yüzden bir vbe oluşturan bir voltaj belirtmelisiniz ... Evet, neyin? Yukarıdaki grafikte okuyun (ancak korkunç ic = beta ib ilişkisini kabul etmeniz gerekir). Sanırım değerleri ic için istenen değerlere hesaplamak için Ebers-Moll modelini kullanmanız gerekecek. Ancak diyelim ki tam olarak 0.65 ve 0.67V (yukarıdaki beta için kesin bir değer kullandığım gibi) Bu hassas değerleri ayarlamaya çalıştığımızda, Çin yapımı% 10 doğru jeneratörümüz aşağıdaki voltaj aralıklarını tedarik edecek

0.585 - 0.715 V -> geri Ebers-Moll, ic hesaplamak için, ... çok kötü belirsizlik üslü olacak ...

0.603 - 0.737 V -> hayır, hesaplamadan önce bekleyin ...

... tedarik ettiğimiz voltaj aralıklarında bir süperpozisyonumuz var gibi görünüyor: günleri bile garip olanlardan ayırt edemeyebiliriz.

Toplayıcı akımını kontrol etmenin bir yolu olarak mevcut üsse başvurmak daha iyidir.

Akım kontrolü ile, ölçülen beta değeri üzerinde% 10 hataya izin versem bile, garip ve buna karşılık gelen iki akım aralığını (8.10-12.10 mA vs 12.15-18.15 mA) yine de yapabilirim. günler bile.

Voltaj kontrolü ile, voltajın hesaplanan (veya şemadan okunan) değerine% 10 hata eklerseniz (ve bu hata artacağından cömertim), zaten belirsizlikte kaybolursunuz. Bu temel hata yayılım teorisidir.

perde arası

Bu gönderi zaman alıyor, bir şey daha eklemek için başka bir tane geri geleceğim. Tanık olabileceğiniz din savaşı sorununu ele alalım. Bütün bunlar ne hakkında?

Transistör, iç çalışması kuantum fiziği yasaları kullanılarak açıklanması gereken katı hal cihazlarıdır. Katılardaki elektrikli taşıyıcıların enerji seviyelerinin bant yapısı göz önüne alındığında, bu cihazların iç işleyişini tasvir etmek için enerji seviyelerine başvurmak doğaldır. Enerji ve potansiyel birbiriyle yakından ilişkilidir, bu nedenle çoğu model potansiyel (fark) fonksiyonunda ilgili miktarları ifade etme eğilimindedir. Yazmamın nedeni

Not: Ebers-Moll modelinde gösterilen Vbe'ye bağımlılık bir neden-sonuç ilişkisi gerektirmez. Denklemleri bu şekilde yazmak daha kolaydır. Kimse ters işlevleri kullanmanızı yasaklamaz.

gerilim ve akım da birbiriyle yakından ilişkilidir: bunlar çaba akışı türünün birleştirilmiş miktarlarıdır, böylece temelde diğeri olmadan birine sahip olamazsınız. Bu hassas bir konudur ve sanırım bir voltaj farkı yaratmanın ne anlama geldiğini de düşünmeliyiz. Yüklerin yer değiştirmesiyle (bir bataryadaki elektrokimyasal reaksiyonla, mekanik bir jeneratördeki elektromanyetik etkileşim ile) yaratılmaz. Sonunda tüm cihazların temelde şarj kontrollü olduğundan şüpheliyim: ücretleri buradan oraya taşır ve belirli bir etki elde edersiniz.

'Gerilim kontrolü' haçlılarının 'akım kontrolü' muadilinin Forrest Mims 'kitaplarında elektronik öğrendiklerini ve hiçbir zaman kuantum fiziği, katı hal veya yarı iletken aygıtlar kitabı görmediğini varsayarlar. Kontrol değişkenini kontrol etmek için ayarlamayı seçtiği değişkenin anlamını görmezden geliyorlar. Umarım Eisberg & Resnick'ten alıntı (bana izin verirseniz iki 'katı' fizikçi) onlara durumun böyle olmadığını gösterecektir.

Not (1) İdeal jeneratör eğrileri şöyledir: ideal. İdeal bir voltaj jeneratörünün iyi, ortalama ve berbat voltaj jeneratörleri, ardından berbat, ortalama ve iyi akım jeneratörlerinden geçen ideal bir akım jeneratörüne geçişi resmetmeye çalışın.

Genel olarak, BJT'nin doğrusal bir uygulamada (büyük sinyal) sapma noktasını bulurken akım kontrollü bir akım kaynağı olduğunu hayal edebilirsiniz . $I_C=\beta I_B$

Hibrit pi modunu l kullanan bir amplifikatör gibi küçük sinyal analizi yaparken voltaj kontrollü bir akım kaynağı olarak düşünmek daha yararlıdır .

Anahtarlama uygulamalarını değerlendirirken özellikle yararlı değildir çünkü taban akımı, transistör karakteristikleri tarafından değil, kollektör akımının harici devre tarafından belirlenecek kadar yüksek olacaktır (ilki, bu durumun varlığında bir şekilde yardımcı olur).

Bir BJT akım kontrollü değildir, ancak yararlı bir yaklaşım için bu şekilde davranır. BJT'nin daha doğru modellerinde, örneğin Ebers-Moll gibi, kolektör akımı taban akımının değil, taban voltajının ($V_{BE}$).

Diğer cevaplar, BJT'nin voltaj kontrollü mü yoksa akım kontrollü mü yoksa her ikisi de mi olduğuna dair görüşlerini dile getirmiştir. Cevabımda bunun yerine şu konuyu ele almak istiyorum:

voltajın toplayıcıdan geçen akımı kontrol ettiği açık olduğunda?

Aşağıdaki alternatif devreyi düşünün:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Öyle değil mi bariz olduğunu

ve

ve böylece taban akımı toplayıcı vasıtasıyla akımı kontrol eder?

Evet, bu değişikliğe itiraz edebilirsiniz $I_B$ mutlaka değişir $V_{BE}$ vb. ancak itiraz her iki şekilde de çalıştığı için iki ucu keskin bir kılıçtır. $V_{BE}$ mutlaka değişir $I_B$.

Yani hayır , örneğinize göre, BJT'nin voltaj kontrollü olduğu açık değildir .

Zeyilname: `` Bağımsız '' bir BJT'nin kollektör akımının temel olarak kontrol edilip edilmediğine ilişkin yorumlarda biraz tartışma vardır. $v_{BE}$ veya $i_B$. Biri ki SPICE onaylayın kolay kontrol ile kollektör akımını kontrol eden bir akım kaynağı ile baz akımı:

Benzer şekilde, bir tek olduğunu teyit edebilir kontrol ile kollektör akımını kontrol eden , bir voltaj kaynağı ile baz emiter voltajı.

Ne olursa olsun, birkaç kullanıcı BJT kollektör akımının açıkça voltaj kontrollü olduğu ve aksi takdirde solgunun ötesinde olduğunu öne sürdüğünü kuvvetle ifade etmiştir .

Katı hal fiziği okuduğumdan beri bir süre geçti, bu yüzden EE ders kitapları kütüphaneme danışmaya karar verdim. Raftan çıkardığım ilk ders kitabı " Katı Hal Elektronik Cihazları ", 3. Baskı.

İşte bölüm 7.2.2'den kapsamlı bir alıntı:

Kollektör akımının $i_C$ küçük akımdaki değişimlerle kontrol edilebilir $i_B$.

Bu konudaki tartışmada, $i_C$ yayıcı akımı ile $i_E$, taban akımı küçük bir yan etki olarak karakterize edilir. Aslında, uzay yükü tarafsızlık argümanlarından$i_B$ gerçekten kullanarak büyüklüğünü belirlemek için $i_C$.

Şekil 7-6'daki transistörü ele alalım, burada $i_B$bir sapma devresi tarafından belirlenir. Basit olması için, birlik yayıcı enjeksiyon verimliliği ve ihmal edilebilir kollektör doygunluk akımını kabul edeceğiz. N-tipi baz bölgesi, iki geçiş bölgesi arasında elektro-statik olarak nötr olduğundan, yayıcıdan toplayıcıya geçiş sırasında fazla deliklerin varlığı, baz temasından fazla elektronların telafi edilmesini gerektirir.

Bununla birlikte, elektronların ve deliklerin tabanda harcadığı zamanlarda önemli bir fark vardır. Ortalama fazla delik zaman harcıyor $\tau_t$, yayıcıdan toplayıcıya geçiş süresi olarak tanımlanır . Taban genişliği beri$W_b$ ile karşılaştırıldığında küçük yapılır $L_p$, bu geçiş süresi ortalama delik ömründen çok daha az $\tau_p$.

Öte yandan, baz temasından sağlanan ortalama bir fazla elektron harcıyor $\tau_p$tabandaki saniye, ortalama fazla deliğin ömrü boyunca boşluk şarj nötrlüğü sağlar. Ortalama elektron beklerken$\tau_p$ rekombinasyon için saniyeler içinde, birçok ayrı delik, her biri ortalama geçiş süresine sahip temel bölgeye girip çıkabilir $\tau_t$. Özellikle taban temasından giren her elektron için,$\frac{\tau_p}{\tau_t}$boşluk yükünün nötrlüğünü korurken delikler yayıcıdan toplayıcıya geçebilir. Böylece kolektör akımının taban akıma oranı basitçe

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

için $\gamma = 1$ ve ihmal edilebilir kollektör doygunluk akımı.

Elektron tabana besleniyorsa $(i_B)$kısıtlanırsa, vericiden tabana deliklerin trafiği de buna göre azalır. Bu, taban temasından elektronlar üzerindeki kısıtlamaya rağmen delik enjeksiyonunun devam ettiğini varsayarak tartışılabilir. Sonuç, tabanda pozitif yükün net bir şekilde birikmesi ve yayıcı kavşakta ileri sapma kaybı (ve dolayısıyla delik enjeksiyonunun kaybı) olacaktır. Açıkça, elektronların$i_B$ yayıcıdan toplayıcıya delik akışını yükseltmek veya düşürmek için kullanılabilir.

Şimdi, gerilim kontrol kampındaki sıkı bir şekilde bunu, mevcut kontrol kampındaki sıkı bir şekilde olduğu gibi, konumlarının teyidi olarak yorumlayacağından neredeyse eminim. Bu yüzden onu bu şekilde bırakacağım. Havlama başlasın ...

Bence geri aldın. $V_{in}$ kontrol ediyor $I_{B}$ Ohm yasası ile (tabandaki voltaj düşüşünün küçük olduğu varsayılarak): $I_{B} = V_{in}/ R_1$. BJT de bu akım tarafından kontrol edilir:$I_C = \beta \cdot I_B$.

Sonunda arasında doğrusal bir ilişki var $V_{in}$ ve $I_C$, ancak bu sadece $R_1$sabit kalır. Dan beri$R_1$ BJT'nin bir parçası değildir, BJT özelliklerini tartışırken bunun hakkında hiçbir şey kabul edemezsiniz ve BJT'nin $V_{in}$.

Belki bir örnek daha iyi açıklayabilir. Bir araba kullandığımı düşünün ve hızı, gazı ne kadar zorladığım ve ne kadar sürdüğüne bağlı. Ama para cezası almak istemiyorum, bu yüzden hız sınırlarına her zaman saygı duyuyorum. Şimdi gel ve söyle:

Neden arabaların gaz pedalı tarafından kontrol edildiğini söylüyorlar, gerçekte hızları üzerlerine boyalı sayılarla düz metal nesnelere bağlı olduğunda?

Öyleyse söylediğiniz şey bu özel durumda doğrudur, ancak bu, otomobillerin çevrelerindeki yassı metal nesneler hakkında en ufak bir umursamaması gerçeğini değiştirmez.

Vin'i sabit ve R1'i değişken yaptıysanız BJT'lerin direnç kontrollü cihazlar olduğunu söyleyebilir misiniz?

Kurulumunuzda bir voltaj kontrolü var gibi görünüyor ve kolektör akımını etkileyebildiğini gözlemliyorsunuz. Bunu, bu devrenin akımının voltaj kontrollü olduğunun kanıtı olarak kullanmak mantıklıdır, ancak bunun tüm BJT'lerin voltaj kontrollü olduğu anlamına gelmesi makul değildir.

En ilginç bileşen veya hatta tek ilginç görünümlü bile olsa, tüm sistem ve sistemdeki bir bileşen arasında bir ayrım yapmanız gerekir.

Şimdiye kadar 10 cevap ve birçok yorum sayıyorum. Ve tekrar öğrendim ki, BJT'nin voltaj veya akım kontrollü olup olmadığı sorusu bir din meselesi gibi görünüyor. Korkarım, soru soran (“ Ders kitapları neden BJT'lerin şu anda kontrol edildiğini belirtiyor ”) çok farklı cevaplar nedeniyle karıştırılacak. Bazıları doğru, bazıları ise tamamen yanlış. Bu nedenle, soru soran kişinin yararına durumu özetlemeyi ve açıklamayı seviyorum.

1) Asla anlamayacağım şey şu olaydır: Bir BJT'nin kollektör akımının Ic'nin temel akım Ib tarafından kontrol edilebileceğine / belirlendiğine dair tek bir kanıt yoktur. Yine de, BJT'nin - onların görüşüne göre - akım kontrollü olacağını tekrar tekrar tekrarlayan bazı erkekler (mühendisler bile!) Var. Ancak bu iddiayı sadece bir kanıt olmadan tekrarlarlar - sürpriz yok, çünkü kanıt yok ve doğrulama yok.

Tek “gerekçe” daima basit ilişki Ic = beta x Ib'dir. Ancak böyle bir denklem bize neden ve sonuç hakkında hiçbir şey söyleyemez. Dahası, bu denklemin başlangıçta nasıl türetildiğini unutur / yok sayarlar: Ic = alfa x Ie ve Ie = Ic + Ib. Dolayısıyla Ib, Ie'nin sadece (küçük) bir parçasıdır - başka bir şey değildir. (Barrie Gilbert: Temel akım sadece bir "kusur" dur).

2) Buna karşılık, BJT'nin voltaj kontrollü olduğunu açıkça gösteren ve kanıtlayan birçok gözlemlenebilir etki ve devre özelliği vardır. Bence, basit bir pn diyodunun nasıl çalıştığını bilen herkes, bir difüzyon voltajının ne olduğunu ve harici bir GERİLİM'nin pn bağlantısının bu temel özelliğinin bariyer etkisini nasıl azaltabileceğini de bilmelidir.

Boşaltma bölgesinde bir akım sağlamak için ilgili terminallere uygun bir GERİLİM uygulamalıyız. Bu voltaj (karşılık gelen elektrik alanına göre), yük dediğimiz yüklü taşıyıcı hareketi için kuvvet veren tek miktardır! Baz verici pn ekleminin tamamen farklı davranması (ve gerilime tepki vermemesi) için bir neden var mı?

Talep üzerine, sadece voltaj kontrolü ile açıklanabilecek en az 10 efekt ve devre özelliklerini listeleyebilirim. Bu gözlemler neden bu kadar sık ​​göz ardı ediliyor?

3) Soru soran, ilave bir yorumu hak eden bir devre sundu. Bir opampın (şüphesiz voltajla çalışan), bir akım-in-voltaj-çıkış amplifikatörü (transresistans amplifikatör) olarak bağlanabileceğini biliyoruz. Bu şu anlama gelir: Her zaman „çıplak“ amplifikatör ünitesinin özellikleri ile ek parçalara sahip komple bir devre arasında ayrım yapmak zorundayız.

Mevcut durum için, bu şu anlama gelir: Bağımsız bir parça olarak BJT voltaj tahriklidir - ancak, tüm devreyi (bir direnç R1 ile) görüntülemek, eğer R1, cihazdan çok daha büyükse, tüm düzenlemeyi akım tahrikli devre olarak ele alabiliriz . BE yolunun giriş direnci. Bu durumda, Vin voltajı tarafından tahrik edilen bir voltaj bölücümüz var.

MOSFET ile karşılaştırdığınızda kontrollü bir BJT akımı çağırmanın mantıklı olduğunu düşünüyorum.

MOSFET'in bir kapısı vardır ve kapıdaki voltaj ne kadar yüksek olursa (esasen akım çekmez), drenaj kaynağından iletkenlik o kadar yüksek olur. Yani, bu voltaj kontrollü bir cihazdır.

Alternatif olarak,

Bir BJT'nin bir tabanı vardır. Toplayıcıdan vericiye iletkenlik ne kadar yüksek olursa, temel akım o kadar yüksek olur.

Farkı gerçekten vurgulayan pratik bir örnek olarak:

• Flash Bellek

Bu bellek topolojisinin BJT'lerle uygulanması imkansızdır, çünkü iletim için sabit bir temel akım gereklidir. Bir MOSFET'te, yükler yalıtımlı bir kapıya enjekte edilebilir. Enjekte edilirlerse, orada kalacaklar ve MOSFET'i her zaman iletecekler. Bu iletkenlik (veya herhangi bir yük enjekte edilmemişse eksikliği) algılanır ve depolanan bit durumunu okumak için kullanılır.

Dolaylı olarak, iki soru:
1. neden olabilir o “akım kontrollü” olarak kabul edilmesi ve
2. neden olan uygun bir BJT “akım kontrollü” dikkate almak.

İlk soru. Matematiksel olarak, cihaz , iki voltaj ve iki akım içeren parametrelerin uzayına iki denklem uygular (biri sıcaklık ekleyebilir, geçici etkileri hesaba katmak için zamanla ilgili bazı şeyler ekleyebilir, ancak denklem sayısını değiştirmeyecektir). Sistem eşdeğer olarak farklı şekillerde ifade edilebilir. Açma / kapama modlarının geçit akımında farklı olmadığı bir FET'ten farklı olarak, bir BJT'de herhangi bir kontrol değişikliği hem voltaj hem de akım düzlemlerinde belirli değişimlere neden olur . Her uçak iki serbestlik derecesine sahiptir. Dolayısıyla, iki gerilimi bağımsız değişkenler veya iki akım olarak düşünebiliriz. Veya,$V_{\mathrm{BC}}$ ve $I_{\mathrm E}$, diğer parametreler bunlara bağımlıdır. Fark yok.

İkinci soru. Sağduyuya göre, küçük değişiklikleri operasyon modunda büyük (ancak öngörülebilir) değişikliklerle sonuçlanan böyle bir parametreyi kontrol etmek mantıklıdır. Ayrıca, bir transistörün kontrol edilmesi büyük ölçüde veya tamamen ileri aktif bölgede meydana gelir ve kazanımı için faydalıdır. En belirgin aday parametreleri $V_{\mathrm{BE}}$ ve $I_{\mathrm B}$küçük değişimleri (öne eğimli B --- E) toplayıcının özelliğinde büyük değişikliklere neden olur. Ancak etkileri$V_{\mathrm{BE}}$ güçlü bir şekilde doğrusal değildir (sabit $V_{\mathrm{BC}} \approx V_{\mathrm{EC}}$) bir BJT'deki akımlar $I_{\mathrm B}$neredeyse doğrusal. Bu kadar.

Toplayıcı akımı, tanım / fizik olarak, temel akımın (ve dolaylı olarak yük akımı talebinin) bir fonksiyonudur. Bir BJT'nin yönetim formülü$I_C = \beta \cdot I_B$. Nerede$\beta$ kazanç, $I_B$ BE kavşağından geçen akımdır ve $I_C$ CE bağlantısından geçen (maksimum) akımdır.

Baz voltaj (yani baz terminalde GND'ye göre ölçülen voltaj), bir diyot ileri voltaj düşüşünün karakteristiği olarak az çok sabittir (en azından doygunlukta).