ما هو بيتا (β) في BJTs

في ترانزستورات الوصلة ثنائية القطب ، يُطلق على العامل الذي يحدد مستوى حساسية الجهاز للتيار الأساسي ، ومستوى التضخيم في جامعه بيتا أو hFE. يحدد هذا أيضًا كسب الجهاز.



بمعنى آخر ، إذا كان BJT يستخدم تيارًا أعلى نسبيًا لتبديل حمل المجمع الخاص به على النحو الأمثل ، فإنه يكون منخفضًا ب (بيتا) ، على العكس من ذلك ، إذا كان قادرًا على تبديل تيار المجمع المقنن على النحو الأمثل باستخدام تيار أساسي منخفض ، فإن بيتا الخاص به يعتبر مرتفعًا.

في هذه المقالة سنناقش بخصوص بيتا ( ب ) و ماهو hFE في تكوينات BJT. سنجد التشابه بين ac و dc betas ، ونثبت أيضًا من خلال الصيغ سبب أهمية العامل beta في دوائر BJT.





دارة BJT في وضع التحيز العاصمة تشكل علاقة عبر جامعها والتيارات الأساسية ج و انا ب من خلال كمية تسمى بيتا ، ويتم تعريفه بالتعبير التالي:

ب العاصمة = أنا ج / أنا ب ------ (3.10)



حيث يتم تحديد الكميات عبر نقطة تشغيل محددة على الرسم البياني المميز.

في دارات الترانزستور الحقيقية ، قد تختلف قيمة بيتا لـ BJT معينة عادةً في نطاق من 50 إلى 400 ، حيث يكون النطاق المتوسط ​​التقريبي هو القيمة الأكثر شيوعًا.

توفر لنا هذه القيم فكرة عن حجم التيارات بين المجمع وقاعدة BJT.

لنكون أكثر دقة ، إذا تم تحديد BJT بقيمة بيتا 200 ، فهذا يدل على أن قدرة المجمع الحالي I ج هو 200 مرة أكثر من القاعدة الحالية أنا ب.

عند التحقق من أوراق البيانات ، ستجد أن ملف ب العاصمة من الترانزستور يتم تمثيله على أنه hFE.

في هذا المصطلح الرسالة ح مستوحى من كلمة هجين كما في الترانزستور ح ybrid المكافئة للتيار المتردد ، سنناقش المزيد حول هذا في مقالاتنا القادمة. الاشتراكات F في ( hFE ) من العبارة F تضخيم التيار الأمامي والمصطلح يكون مأخوذ من العبارة الشائعة- يكون mitter في تكوين باعث مشترك BJT ، على التوالي.

عند مشاركة التيار المتردد أو التيار المتردد ، يتم التعبير عن حجم بيتا كما هو موضح أدناه:

ac بيتا في BJT

رسميا ، المصطلح ب إلى ج يُشار إليه باسم عامل تضخيم التيار الأمامي ، الباعث المشترك.

نظرًا لأنه في دوائر الباعث المشترك ، يصبح تيار المجمع عادةً ناتجًا عن دائرة BJT ، ويعمل التيار الأساسي مثل الإدخال ، تضخيم يتم التعبير عن العامل كما هو موضح في التسمية أعلاه.

تنسيق المعادلة 3.11 يشبه تمامًا تنسيق أ و كما تمت مناقشته في وقت سابق القسم 3.4 . في هذا القسم تجنبنا إجراء تحديد قيمة أ و من منحنيات الخصائص بسبب التعقيد المتضمن في قياس التغييرات الحقيقية بين I ج و انا يكون فوق المنحنى.

ومع ذلك ، بالنسبة للمعادلة 3.11 ، نجد أنه من الممكن شرحها ببعض الوضوح ، علاوة على أنها تتيح لنا أيضًا العثور على قيمة أ و من اشتقاق.

في أوراق بيانات BJT ، ب و يظهر عادة على شكل hfe . هنا يمكننا أن نرى أن الاختلاف هو فقط في حروف fe ، والتي تكون بأحرف صغيرة مقارنة بالأحرف الكبيرة المستخدمة في ب العاصمة. هنا أيضًا ، يتم استخدام الحرف h لتحديد ح كما في العبارة ح دائرة مكافئة ybrid ، و fe مشتق من العبارات F المكاسب الحالية أو المشتركة يكون التكوين ميت.

يوضح الشكل 3.14 أ أفضل طريقة لتنفيذ المعادلة 3.17 من خلال مثال رقمي ، مع مجموعة من الخصائص ، ويتم إنتاج ذلك مرة أخرى في الشكل 3.17.

لنرى الآن كيف يمكننا التحديد ب و لمنطقة من الخصائص المحددة بواسطة نقطة تشغيل لها قيم I ب = 25 μa و V. هذه = 7.5 فولت كما هو موضح في الشكل 3.17.

تحديد خصائص بيتا ac dc

القاعدة التي تقيد V هذه = ثابت يتطلب رسم الخط العمودي بطريقة تخترق نقطة التشغيل عند V. هذه = 7.5 V. هذا يجعل القيمة V هذه = 7.5 فولت ليبقى ثابتًا طوال هذا الخط العمودي.

الاختلاف في I ب (Δ أنا ب ) كما هو واضح في المعادلة. يتم وصف 3.11 بناءً على ذلك باختيار نقطتين على جانبي النقطة Q (نقطة التشغيل) على طول المحور الرأسي الذي له مسافات منتظمة تقريبًا على جانبي النقطة Q.

بالنسبة للحالة المشار إليها ، فإن المنحنيات التي تنطوي على مقادير I ب = 20 μA و 30 μA يلبي المتطلبات من خلال البقاء بالقرب من نقطة Q. هذه علاوة على تحديد مستويات أنا ب التي يتم تعريفها دون صعوبة بدلاً من طلب الحاجة إلى إقحام أنا ب المستوى بين المنحنيات.

قد يكون من المهم ملاحظة أنه يتم تحديد أفضل النتائج عادةً عن طريق تحديد ΔI ب صغيرة قدر الإمكان.

يمكننا معرفة المقدارين من IC في المكان الذي يوجد فيه تقاطعان I ب ويتقاطع المحور الرأسي عن طريق رسم خط أفقي عبر المحور الرأسي وبتقييم القيم الناتجة لـ I ج.

ال ب و يمكن تحديدها لمنطقة معينة من خلال حل الصيغة:

قيم ب و و ب يمكن العثور على التيار المستمر بالقرب من بعضهما البعض بشكل معقول ، وبالتالي يمكن غالبًا تبادلهما. بمعنى إذا كانت قيمة ب و تم تحديده ، قد نتمكن من استخدام نفس القيمة للتقييم ب العاصمة أيضا.

ومع ذلك ، تذكر أن هذه القيم يمكن أن تختلف عبر BJTs ، حتى لو كانت من نفس المجموعة أو المجموعة.

عادةً ما يعتمد التشابه في قيم الإصدارين التجريبيين على مدى صغر مواصفات I المدير التنفيذي هو الترانزستور المعين. أصغر أنا المدير التنفيذي سيقدم تشابهًا أعلى والعكس صحيح.

لأن التفضيل هو الحصول على أقل أنا المدير التنفيذي قيمة BJT ، تبين أن اعتماد التشابه بين الإصدارين التجريبيين حدث حقيقي ومقبول.

إذا كانت لدينا الخاصية التي تظهر كما هو موضح في الشكل 3.18 ، فسنحصل على ب و متشابهة في جميع مناطق الخصائص ،

يمكنك أن ترى أن خطوة أنا ب تم تعيينه عند 10µA وللمنحنيات مسافات رأسية متطابقة عبر جميع نقاط الخصائص ، وهي 2 مللي أمبير.

إذا قمنا بتقييم قيمة ب و عند النقطة Q المشار إليها ، ستنتج النتيجة كما هو موضح أدناه:

حساب بيتا ac في BJT

هذا يثبت أن قيم بيتا ac و dc ستكون متطابقة إذا ظهرت خصائص BJT كما في الشكل 3.18. على وجه التحديد ، يمكننا أن نلاحظ هنا أن ملف I المدير التنفيذي = 0µA

ستكون قيم بيتا ac و dc متطابقة

في التحليل التالي ، سوف نتجاهل رموز التيار المتردد أو التيار المستمر للإصدارات التجريبية فقط للحفاظ على الرموز بسيطة ونظيفة. لذلك ، بالنسبة لأي تكوين BJT ، سيتم اعتبار الرمز β بمثابة الإصدار التجريبي لكل من حسابات التيار المتردد والتيار المستمر.

لقد ناقشنا بالفعل بخصوص alpha في إحدى منشوراتنا السابقة . دعنا الآن نرى كيف يمكننا إنشاء علاقة بين ألفا وبيتا من خلال تطبيق المبادئ الأساسية التي تعلمناها حتى الآن.

باستخدام β = أنا ج / أنا ب

نحصل علي ب = أنا ج / β ،

وبالمثل بالنسبة لمصطلح ألفا أيضًا ، يمكننا استنتاج القيمة التالية:

α = أنا ج / أنا يكون ، و انا يكون = أنا ج / α

لذلك ، عند استبدال المصطلحات وإعادة ترتيبها ، نجد العلاقة التالية:

علاقة BJT ألفا بيتا

النتائج أعلاه كما هو مبين في الشكل 3.14 أ . تصبح Beta معلمة مهمة لأنها تتيح لنا تحديد علاقة مباشرة بين مقادير التيارات عبر مرحلتي الإدخال والإخراج لتكوين الباعث المشترك. يمكن التعرف على ذلك من التقييمات التالية:

لماذا بيتا في الترانزستورات أمر بالغ الأهمية

بهذا نختتم تحليلنا فيما يتعلق بما هو بيتا في تكوينات BJT. إذا كان لديك أي اقتراحات أو مزيد من المعلومات ، يرجى مشاركتها في قسم التعليقات.




السابق: راسمات أشعة الكاثود - تفاصيل العمل والتشغيل التالي: كيفية حساب شكل موجة جيبية معدلة