Основы транзисторов

что-то меня беспокоило какое-то время. Когда я смотрю на схему, связанную с чем-то более сложным, чем компоненты RLC (и, возможно, операционные усилители), я изо всех сил пытаюсь понять, что он делает, если только его конфигурацию я не видел раньше.

В отличие от этого, я чувствую себя довольно уверенно, что независимо от того, насколько сложна схема RLC, которую я даю, я мог бы в конечном итоге понять это.

Теперь, когда я анализирую схему RLC, мои инструменты в основном

  • \ $ V = IR \ $

  • \ $ I = C \ frac {dv} {dt} \ $

  • \ $ V = L \ frac {di} {dt} \ $

  • Параллельные и последовательные комбинации этих компонентов (я предполагаю, что это действительно не отличается от законов Киршоффа, но ...)

  • Законы Киршоффа

Так что я спрашиваю, какие инструменты мне не хватает для анализа более сложных схем? В основном я хочу знать, как анализировать схемы с использованием BJT и полевых транзисторов. Похоже, существует так много режимов работы транзисторов, что трудно держать их прямолинейными. Кто-нибудь знает хороший веб-сайт, в котором все выкладывается?

Спасибо

EDIT Я также хочу упомянуть, что на практике есть такие вещи, как \ $ V \ neq IR \ $ при изменении температуры. На данный момент меня это не волнует, я согласен с stevenvh в том, что симуляция необходима, но я хочу иметь возможность иметь концепции достаточно хорошо, чтобы проектировать схему, которую я могу затем настроить с помощью моделирования и т. Д.

12 голосов | спросил NickHalden 25 J0000006Europe/Moscow 2011, 20:52:12

5 ответов


15

Транзисторы не трудно понять в первом приближении, и это достаточно хорошо, чтобы хотя бы понять, что происходит во многих схемах.

Подумайте о NPN-транзисторе таким образом: вы добавили немного тока через B-E, и это позволяет много тока через C-E. Отношение количества к небольшому количеству транзисторного усиления, иногда известного как бета, а иногда и hFE. Одна незначительная морщина заключается в том, что путь B-E выглядит как кремниевый диод, поэтому обычно выпадает около 500-700 мВ. Путь C-E может опускаться до примерно 200 мВ, если это позволит увеличить ток, чем обеспечивает внешняя схема. Детали продолжаются и продолжаются, но вы можете многое сделать с этим простым представлением о транзисторе NPN.

PNP - это то же самое, что и полярности. Излучатель находится под высоким напряжением, а не с низким. Управляющий ток выходит из базы вместо него, а ток коллектора выходит из коллектора, а не в него.

Давайте немного придерживаться биполярных транзисторов и сначала поймем их, так как это похоже на то, о чем вы спрашиваете. Полевые транзисторы одинаково просты для понимания в первом приближении, но я не хочу путать вещи на этом этапе.

В то время как вышеприведенная модель полезна для понимания большинства схем транзисторов, она предлагает много способов использования транзисторов, которые могут быть не очевидны. Концептуально очевидный способ использования NPN - подключить излучатель к земле и коллектору к положительному источнику с последовательным резистором. Теперь небольшое изменение базового тока может вызвать значительное изменение напряжения коллектора.

Трудная часть заключается не в понимании того, как работает транзистор, а в том, чтобы представить все интересные вещи, которые вы можете сделать с устройством, которое работает так. Попасть во все это было бы слишком много для публикации здесь. Я предлагаю вам подумать о простой модели, описанной выше, а затем найти некоторые общие топологии транзисторных схем и подумать, как простые свойства транзистора используются для полезных вещей.

Вещи, чтобы специально искать и анализировать в соответствии с простой моделью:

  • Общая конфигурация эмиттера. Это основной усилитель. Особая проблема заключается в том, как сохранить транзистор в середине своего диапазона, чтобы эффективно использовать возможности усиления. Это называется «смещением».

  • Последователь эмиттера. Усиление не просто повышает напряжение. В этом случае вы получаете немного меньшее напряжение, но более высокий ток и более низкий импеданс.

  • Теперь взгляните на несколько схем с несколькими транзисторами и попытайтесь следить за тем, что они делают, как транзистор используется в интересах, но также и тем, что должен был сделать дизайнер, чтобы запустить транзитор таким образом, чтобы быть полезным.

  • Когда вы чувствуете себя более комфортно, посмотрите на более необычные конфигурации, такие как общая база. Его не часто используют, но имеют свои особые преимущества.

ответил Olin Lathrop 25 J0000006Europe/Moscow 2011, 21:49:00
3

Что затрудняет работу транзисторов, так это то, что вам нужно знать множество разных параметров, которые влияют друг на друга, и ни одна из которых не является линейной. Поэтому нелегко точно моделировать их поведение, и именно поэтому мы используем инструменты моделирования, такие как SPICE. Вы все еще должны знать, что вы делаете, чтобы создать схему, но SPICE поможет вам проверить ваш дизайн /расчеты, в которых вам иногда приходится упрощать.
Я не уверен, что сайты будут исчерпывающими. Я думаю, что хороший учебник даст вам лучшую информацию. Возможно, другие могут порекомендовать некоторых.

Изучение многократного воздействия - не плохой способ узнать что-то. Вы получите реальные практические знания и узнаете, что такое типичные схемы для решения типичных проблем.

ответил stevenvh 25 J0000006Europe/Moscow 2011, 21:03:16
1

Вещь с транзисторами заключается в том, что они не являются линейными устройствами, поэтому не будет никаких простых уравнений, которые применяются практически во всех условиях, таких как те, которые у вас есть для пассивов. Обычный подход заключается в том, чтобы признать, что в любой данный момент транзистор работает одним из нескольких характерных способов - срезанным, активным, насыщенным. В любом из этих режимов вы можете применить некоторые приближения для анализа схем транзисторов, но следует понимать, что приближения находятся только в пределах.

Например, если вы сначала установите, что транзистор будет работать в активном режиме, вы можете затем составить схему эквивалентного переменного тока переменного тока, в которой транзистор заменяется (в простейшей модели) резистором и ток-зависимый источник тока. Затем вы можете использовать свои линейные уравнения для хорошего эффекта на эквивалентной схеме. Почему это называется эквивалентным AC эквивалентом small ? Потому что, если вы применяете достаточно большой сигнал, вы нарушите пределы модели; большие входные сигналы могут приводить в движение транзистор к отключению или насыщению, недействительным модели.

ответил JustJeff 25 J0000006Europe/Moscow 2011, 21:31:45
0

Чем сложнее модель, тем более точным будет ваш расчет. Однако, придерживаясь основного Common Emitter NPN:

  1. Два резистора на базе действуют как делитель напряжения. Как правило, они относятся к одному и тому же значению, что делает основу около половины напряжения питания.

  2. Эмиттер находится примерно на 0,6 В ниже основания. Если на эмиттере есть резистор, вы можете теперь проработать ток через него.

  3. Ток эмиттера также проходит через коллектор. Если на коллекторе есть резистор, вы можете теперь выработать напряжение на нем.

Это для DC.

Для переменного тока изменение нескольких милливольт на базе может составлять несколько вольт на коллекторе. Если ток эмиттера (и /или коллекторный резистор) слишком велик, или смещение базы нечетное, вы получаете насыщенность или обрезание - которые искажают сигнал, который вы вставляете. Это не всегда плохо (думаю, эффекты гитарного искажения) .

ответил Alan Campbell 1 Jam1000000amFri, 01 Jan 2016 09:42:24 +030016 2016, 09:42:24
-3

вы можете рассматривать транзистор не более, чем устройство, которое поможет вам управлять параметрами или, скажем, схемой 2 с помощью схемы 1 (только грубая оценка), если транзистор соединяет два контура. Напр. как в цифровой электронике есть тактовый импульс и говорят, что вы хотите что-то сделать, когда часы находятся на определенном уровне, аналогично тому, как это происходит с транзистором, вы можете смоделировать транзистор так, чтобы в рабочей точке, когда напряжение на базе достигает определенный уровень, тогда вы можете включить устройство и, таким образом, ток может протекать в ckt2, или вы можете думать об этом как о реле, или о коммутаторе, причем не только этот транзистор является усилителем.

для целей проектирования просто имейте в виду, что транзистор помогает вам контролировать параметры схемы 2 с помощью ckt 1, поэтому для определения рабочей точки вы можете использовать любую модель. Не путайте с различными моделями, доступными для решения транзистора, эти модели просто для вас удобны, проще использовать модель re, поскольку она облегчает вычисления, h-параметрическая (гибридная) модель является наиболее универсальной и считается лучше всего в решении любого транзистора, но T-модель тоже хороша. чтобы получить общее представление о том, что делает схема, вы можете аппроксимировать, используя приближение, такое как Vbe = 0,7, и все эти приближения приводят к простому вычислению.

Я знаю две очень хорошие книги по изучению транзистора 1) электронные устройства и схемы, boylestad, очень хорошая книга, но она использует много аппроксимации и хороша для несколько приблизительного анализа но если вы хотите смоделировать транзистор в деталях, как вы хотите знать точные параметры, и все, что есть, тогда есть лучшая книга 2) схемы микроэлектроники, седра куз. это можно назвать библией, супер книгу, но я бы посоветовал сначала прочитать книгу 1, а затем перейти к 2, иначе вы не сможете многому научиться, и вы просто похороните себя в сложной математике.

, чтобы узнать, как решить, как анализировать схему, как можно больше схем, а затем с течением времени вы узнаете, как использовать транзистор разными способами.

для этого вы можете обратиться к книгам, написанным лесом m. MIMS они содержат только схемы. и вы можете их проанализировать.

FET мало чем отличается от BJT, его просто FET в основном используется для создания усилителя из-за его очень высокого входного сопротивления, но выходное сопротивление почти сопоставимо, оно также малое, но, наоборот, BJT имеет высокий поэтому, если ваше приложение должно что-то сделать с переключением BJT, это отличный выбор.

наконец я бы снова сказал, если вы хотите изучить транзистор, тогда изучите много схем, возможно, вы можете посмотреть на конструкцию op-amp, поскольку они представляют собой только 4-х ступенчатый дифференциальный усилитель, и благодаря этому вы также можете узнать ..

Приятно изучать ТРАНЗИСТОР !!!

ответил iec2011007 6 J000000Saturday13 2013, 15:02:27

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132