Jaka jest rezystancja kolektor-emiter tranzystora NPN?

15

pytanie może wyglądać absurdalnie, ponieważ nie jestem pewien, czy rezystancja kolektor-emiter istnieje, czy nie. Oto prosty obwód emitera commom

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Gdy dowiaduję się, że gdy wzrost Vb spowoduje wzrost Ib, Ic również musi wzrosnąć. Gdy Ic rośnie, ponieważ występuje rezystor obciążenia, ale Vcc jest stały, a Ic = (Vcc-Vc) / RL (rezystor obciążenia), wówczas Vc musi się zmniejszyć i odwrotnie. Tak działa wspólny emiter

Teraz martwię się, że spadek napięcia między Vcc a masą jest stały, a także wartość rezystora obciążenia. Załóżmy, że między Emiterem a uziemieniem nie ma nic, co powodowałoby, że Ve = 0 i Vb = 0,6-0,7, podczas gdy Vc jest znacznie większy (zależy to od rezystora obciążenia). Musi więc istnieć coś, co marnuje energię, aby Ve = 0 powodowało spadek napięcia między kolektorem a emiterem. Czy istnieje coś takiego, jak zmienianie rezystora między kolektorem a emiterem, aby to zrobić.

Innymi słowy, aby spadek napięcia między kolektorem a emiterem musiał istnieć między nimi coś w rodzaju rezystora, prawda? Jeśli nie, co wpływa na różnicę napięcia?

Czy w innej konfiguracji kolektor-emiter ma również rezystancję?

transistors

— aukxn
źródło

Idealnie kolektor jest podłączony tylko do źródła prądu, dlatego rezystancja kolektor-emiter jest nieskończona. Napięcie wyjściowe jest ustalane przez rezystancję kolektora. Sprawdź tutaj . Zwykle

i

h_{r e} = 0 \frac{V}{V}

$h_{re}=0\frac{V}{V}$

h_{o e} = 0 Ω^{- 1}

$h_{oe}=0\Omega^{-1}$

— Vladimir Cravero

10

Równanie prądu kolektora BJT wynosi

i_{C} = I_{S} \cdot e^{\frac{v_{B E}}{V_{T}}} (1 + \frac{v_{C B}}{V_{A}})

$i_C = I_S\cdot e^{\frac{v_{BE}}{V_T}}\left(1 + \frac{v_{CB}}{V_A}\right)$

gdzie jest wczesnym napięciem . Ale ta formuła jest często zapisywana jako $V_A$

i_{C} = I_{S} \cdot e^{\frac{v_{B E}}{V_{T}}} (1 + \frac{v_{C E}}{V_{A}})

$i_C = I_S\cdot e^{\frac{v_{BE}}{V_T}}\left(1 + \frac{v_{CE}}{V_A}\right)$

A zatem

\frac{\partial i_{C}}{\partial v_{C E}} = \frac{I_{S} \cdot e^{\frac{V_{B E}}{V_{T}}}}{V_{A}} = \frac{i_{C}}{V_{A} + v_{C E}}

$\frac{\partial i_C}{\partial v_{CE}} = \frac{I_S\cdot e^{\frac{V_{BE}}{V_T}}}{V_A} = \frac{i_C}{V_A + v_{CE}}$

Jest to wyraźnie nieliniowa funkcja napięcia kolektor-emiter i prąd kolektora, więc nie można tego interpretować jako przewodności.

Jednak w przypadku niewielkich zmian wokół pewnej stałej wartości prądu kolektora i napięcia kolektor-emiter możemy napisać $I_C$ $V_{CE}$

I_{C} + i_{c} \approx I_{C} (1 + \frac{v_{c e}}{V_{A} + V_{C E}}) = I_{C} + \frac{v_{c e}}{r_{o}}

$I_C + i_c \approx I_C\left(1 + \frac{v_{ce}}{V_A + V_{CE}} \right) = I_C + \frac{v_{ce}}{r_o}$

gdzie

r_{o} = \frac{V_{A} + V_{C E}}{I_{C}}

$r_o = \frac{V_A + V_{CE}}{I_C}$

Nazywamy dynamikę kolektor-emiter , rezystancję różnicową lub małego sygnału . $r_o$

To nie jest prawdziwy opór, ponieważ nie jest stały, ale zmienia się w zależności od punktu pracy tranzystora, co można zobaczyć na podstawie wzoru.

— Alfred Centauri
źródło

Chciałbym dodać, że tranzystor jest silnie nieliniowym elementem. Dlatego - jak w przypadku każdej części nieliniowej - należy rozróżnić rezystancję statyczną (Rce = VCE / IC) od rezystancji różnicowej (dynamicznej) (rce = ro = d (VCE) / d (IC). zmieszany, to prawda, że w powyższej odpowiedzi wyrażenie dla ro zawiera tylko wartości DC. Jest to wynikiem różnicowania funkcji wykładniczej. Zauważ, że rezystancja statyczna Rce nie odgrywa żadnej istotnej roli w projektowaniu obwodu.

— LvW

4

Masz kilka dobrych odpowiedzi. Spróbuję dodać intuicyjny wgląd.

Gdy tranzystor jest obciążony w taki sposób, że nie jest nasycony, zachowuje się jak odbiornik prądu (pamiętaj, że idealny odbiornik prądu ma nieskończoną impedancję), więc złącze kolektor-ładunek wygląda jak źródło napięcia o impedancji źródła równoważnika Thevenin równej rezystor obciążenia. Napięcie zależy od prądu bazowego i beta. Jest to równoważne z tym, co napisał Alfred, ale z nieskończonym wczesnym napięciem. Impedancja kolektora spowodowana początkowym napięciem jest równoległa do rezystora obciążenia, więc aby uzyskać realistyczną odpowiedź bez rezystora obciążenia, należy go uwzględnić, tak jak zrobił to Alfred.

Gdy tranzystor jest nasycony, zachowuje się bardziej jak źródło napięcia << 1 wolta z dość niską rezystancją źródła małego sygnału.

— Spehro Pefhany
źródło

3

Aby odpowiedzieć w prosty sposób: kolektor zachowuje się jak odbiornik prądu, a napięcie kolektora ustala się na dowolną wartość pozwalającą na przepływ prądu (chociaż nie może być niższy niż około V _e + 0,2 V).

W przykładowym obwodzie złącze kolektor-emiter można traktować jako rezystancję zmienną, której wartość zależy od sytuacji elektronicznej występującej na wyjściu wzmacniacza. Nagrzewa się również jak rezystor: I _c * V _c = ilość ciepła wytworzonego w watach, podgrzewając tranzystor.

— Rennex
źródło

2

Jeśli napięcie zasilające i rezystancja obciążenia pozostają stałe, to gdy zmienia się prąd podstawowy, napięcie i prąd kolektora będą się zmieniać.

W takim przypadku dla każdego prądu kolektora musi istnieć rezystancja między kolektorem a emiterem, tak aby:

EDYTOWAĆ:

R 2 = \frac{E 2 R 1}{E 1 - E 2}

$R2 = \frac{E2R1}{E1 - E2}$

Gdzie R2 to rezystancja kolektor-emiter tranzystora, E1 to napięcie zasilania, E2 to napięcie kolektor-emiter, a R1 to rezystancja obciążenia.

— Pola EM
źródło

Ta odpowiedź jest nieco kwestionowana wymiarowo. Odwrotność tego, prawda?

— Spehro Pefhany

Spehro: Konduktancja kanału?

— EM Fields

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

\frac{1}{R 2} =

$\frac{1}{R2} =$ też będzie działać.

— Spehro Pefhany

Spehro: Doskonały połów! Mam licznik i mianownik bassackward, aargh ... Dzięki za sprawdzenie rzeczywistości.

— EM Fields

Już prosty przykład pokazuje problemy związane z daną formułą - ponieważ uwzględnia tylko napięcia prądu stałego. Ustaw E2 = E1 / 2 i mamy R1 = R2. Wynik, który wcale nie pomaga. Ścieżka kolektor-emiter jest silnie nieliniowa i zawsze musimy rozróżniać rezystancję statyczną i dynamiczną (różnicową). Co więcej, formalna definicja rezystancji statycznej dla BJT jest całkowicie bezużyteczna. Moja rekomendacja dla aukxn: polegaj tylko na odpowiedzi A. Centauriego.

— Lww

1

To nie jest właściwe pytanie. Podczas gdy półprzewodnik ma oporność na przepływ prądu, podobnie kondensator. Rozpocznij od pytania, jaki jest spadek napięcia na tranzystorze. Jest to wartość zwykle publikowana dla każdego komponentu. W ten sposób, znając konkretne warunki pracy, można łatwo obliczyć napięcie i odpowiednie rezystancje, które należy umieścić w innych częściach obwodu.

— twinsemi
źródło