Dlaczego nie możesz przyklejać napięcia do zacisków emitera bazy w tranzystorze?

10

Właśnie przeczytałem kilka pierwszych stron „Sztuki elektroniki - Paul Horowitz”. W rozdziale 2 tranzystor mówi, że istnieją cztery właściwości tranzystora NPN (w przypadku PNP jest on odwrócony).

Druga właściwość mówi:

Obwody emitera i kolektora bazy zachowują się jak diody. Normalnie dioda emitera bazy przewodzi, a dioda kolektora bazy jest skierowana w przeciwną stronę.

Potem mówi:

Zwróć szczególnie uwagę na właściwość 2. Oznacza to, że nie możesz przyklejać napięcia do zacisków emitera bazy, ponieważ przepłynie ogromny prąd, jeśli baza będzie bardziej dodatnia niż emiter o więcej niż około 0,6 do 0,8 wolta.

Nie rozumiem dlaczego? Przepływ prądu między bazą a emiterem, ponieważ baza-emiter przewodzi diodę, więc dlaczego nie mogę przyłożyć napięcia do tych dwóch zacisków. Jeśli nie przyłożę napięcia, jak może płynąć prąd?

Również,

ponieważ przepłynie ogromny prąd, jeśli baza będzie bardziej dodatnia niż emiter o więcej niż około 0,6 do 0,8 wolta

Co oznacza to wyjaśnienie? Dlaczego wyjaśnienie, że napięcie nie może być przyłożone do zacisku emitera bazy?

transistors

— aukxn
źródło

2

Mówi tylko, że bez ograniczania prądu (na przykład rezystorem) przepływającego przez złącze baza-emiter, złącze skutecznie tworzy zwarcie do masy. Ponieważ zachowuje się jak „normalna” dioda.

— Golaž

2

Oczywiście możesz zrobić, co chcesz, z własnym tranzystorem, ale jeśli umieścisz 3 V od podstawy do emitera małego tranzystora NPN, zostanie on bardzo szybko zniszczony, ponieważ przepłynie kilka amperów, a nadmierne nagrzewanie spowoduje nieodwracalne uszkodzenie. Jeśli umieścisz 1K w szeregu, przepłynie kilka mA i tranzystor będzie szczęśliwy.

— Spehro Pefhany

1

Książka oznacza: „Nie możesz przyklejać żadnego napięcia RANDOM na BE ...” To samo dotyczy dowolnej diody: podłącz BE bezpośrednio do źródła zasilania 12V, wyskoczy jak bezpiecznik.

— wbeaty

7

Jak już wspomniałeś, napisano, że tranzystor to zasadniczo dwie diody.

Powinieneś, ale nie musisz wiedzieć, że typowy spadek napięcia wymagany na diodzie, aby mogła ona przewodzić, wynosi ~ 0,7 V, ale może oczywiście różnić się w zależności od diody. Jeśli więc po prostu „przyklejesz” napięcie do zacisków, tak jak wtedy, gdy zwiększasz napięcie nad przepływem prądu diody:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Ponieważ rezystancja na diodzie jest bardzo niska po przyłożeniu tego napięcia, możemy stwierdzić, że prąd byłby bardzo wysoki: I = V / R, łatwo zauważyć, że im niższy R, tym wyższy jest prąd, i może to być bardzo niszcząc terminal bazowy, wierzę, że arkusz danych konkretnego tranzystora da ci więcej informacji na temat wielkości prądu, jaki może on przyjąć.

To znaczy, że musisz mieć rezystor ograniczający prąd przed terminalem bazowym na tranzystorze, który robi dokładnie to, co opisuje jego nazwa, ogranicza prąd. Ponieważ spadek napięcia na tranzystorze pozostanie na poziomie 0,6-0,8 V, możemy z łatwością ustalić opornik wielkości, którego potrzebowalibyśmy. R = (Vin - Vdrop) / I, „I” jest prądem bazowym, który może przyjąć, Vdrop jest spadkiem napięcia z bazy do emitera, a Vin jest zasilaniem, które trafia do bazy, należy również spojrzeć na hfe tranzystora, więc sprawdź, czy będzie w stanie zapewnić ci potrzebną ilość prądu, która przypadkowo może być ograniczona, lub „dostosowana” za pomocą rezystora na styku emitera, aby tranzystor był mniej zależny od hfe, ale Jestem pewien, że zajmiesz się tym w przyszłości!

— MrPhooky
źródło

6

Cóż, rzeczywiście przykładasz napięcie do BE, a także musisz ograniczyć prąd za pomocą rezystora bazowego. Maksymalny prąd bazowy tranzystora można znaleźć w jego arkuszu danych.

Ta sama historia dla diod. Jeśli chcesz zasilać diodę LED, musisz dołączyć opornik ograniczający prąd do obwodu.

— kolibri
źródło

2

Cytat jest moim zdaniem źle sformułowany. Oczywiście musi istnieć napięcie przewodzące w złączu nadajnika bazy, aby mógł powstać prąd.

Jednak po włączeniu przepływ prądu może się drastycznie zmienić w przypadku stosunkowo niewielkiej zmiany napięcia podstawowego emitera.

Dlatego trzeba mieć pewną rezystancję szeregową, aby prąd nie mógł przekroczyć bezpiecznej ilości.

Matematycznie prąd podstawowy wynosi około

i_{B} = \frac{I_{S}}{β} e^{\frac{v_{B E}}{V_{T}}}

$i_B = \frac{I_S}{\beta}e^{\frac{v_{BE}}{V_T}}$

Innymi słowy, prąd rośnie wykładniczo wraz ze wzrostem napięcia. Szybki kawałek algebry daje następujący wynik:

prąd podwaja się przy wzroście napięcia o około $0.05V$

Tak więc kontrolowanie prądu podstawowego za pomocą źródła napięcia wymaga niezwykle precyzyjnej kontroli napięcia. $v_S$

Teraz, jeśli rezystor jest połączony szeregowo ze złączem baza-emiter, równanie prądu podstawowego staje się $R$

i_{B} = \frac{v_{S} - v_{B E}}{R}

$i_B = \frac{v_S - v_{BE}}{R}$

Dla typowego tranzystora i typowych prądów bazowych mamy

0.6 V \leq v_{B E} \leq 0.8 V

$0.6V \le v_{BE} \le 0.8V$

Zatem prąd podstawowy musi znajdować się w zakresie

\frac{v_{S} - 0.8 V}{R} \leq i_{B} \leq \frac{v_{S} - 0.6 V}{R}

$\frac{v_S - 0.8V}{R} \le i_B \le \frac{v_S - 0.6V}{R}$

Co więcej, gdy spojrzymy na zmianę prądu podstawowego dla zmiany napięcia źródła , stwierdzimy, że zamiast wykładniczej relacji, którą mieliśmy bez rezystora, związek z rezystorem jest w przybliżeniu liniowy. W rzeczywistości mamy $v_S$

Δ i_{B} \approx \frac{Δ v_{S}}{R}

$\Delta i_B \approx \frac{\Delta v_S}{R}$

do typowych wartości i . $v_S$ $R$

— Alfred Centauri
źródło

0

Tranzystor jest urządzeniem sterowanym prądem. Prąd emitera jest powiązany z prądem bazowym jako

I_e = (B+1) * I_b       ( B = beta )

W trybie odchylania do przodu dla diody (z wykorzystaniem charakterystyki wykładniczej), gdy tylko napięcie przekroczy próg (około 0,7 V dla krzemu), wartość prądu gwałtownie rośnie.

Jeśli więc bezpośrednio podłączysz źródło napięcia między zaciskami bazy a emiterem bez rezystora ograniczającego, ogromna ilość prądu zacznie przepływać przez bazę, a ponieważ B (beta) wynosi zwykle 100 lub więcej dla tranzystorów w trybie aktywnym, prąd emitera będzie jeszcze większy (przy użyciu powyższego równania), co może uszkodzić urządzenie.

— Przemyt plutonu
źródło

Twój opis dotyczący wersji beta tranzystora może być mylący. Gdy podstawowy emiter jest podłączony do samego źródła napięcia (kolektor jest otwarty), prąd podstawowy byłby równy prądowi emitera.

— Michael Karas

W rzeczywistości prąd emitera spadnie prawie do zera, gdy złącze baza-emiter wypali się i wybuchnie tranzystor.

— JRE

@ Przemyt plutonu: W twojej odpowiedzi widzę coś w rodzaju sprzeczności. Na początku stwierdzasz, że tranzystor byłby urządzeniem sterowanym prądem (co nie jest prawdą!) I zgodnie z następnym zdaniem napięcie BE powoduje gwałtowny wzrost (powyżej 0,7 V). Możesz wyjaśnić?

— LvW

@LvW. Chodzi mi o to, że chociaż w diodzie prąd jest sterowany napięciem. Ale widząc większy obraz (tranzystor jako całość), prąd emitera jest kontrolowany przez prąd bazowy. Jeśli w którymkolwiek momencie jestem niepoprawny, możesz zmodyfikować odpowiedź.

— Przemytnik plutonu

Nie - nie sądzę, że powinienem modyfikować odpowiedź od kogoś innego. Byłoby jednak interesujące wiedzieć, w jaki sposób możesz uzasadnić swoje twierdzenie (sterowane prądem BJT). O ile mi wiadomo, absolutnie nic na to nie wskazuje. Przeciwnie, nie ma problemu, aby to wykazać i dlaczego BJT jest sterowany napięciem. Wiele osób (świadków o wysokiej reputacji) popiera podejście kontroli napięcia. Nawet z punktu widzenia energii nie jest możliwe, aby duża ilość była kontrolowana przez mniejszą ilość tego samego rodzaju.

— LvW