Vad är beta (β) i BJT

I bipolära övergångstransistorer faktorn som bestämmer känslighetsnivån för anordningen för basström, och förstärkningsnivån vid dess kollektor kallas beta eller hFE. Detta bestämmer också enhetens förstärkning.

Med andra ord, om BJT använder relativt högre ström för att växla sin kollektorbelastning optimalt så har den låg b (beta), omvänt om den kan växla den nominella kollektorströmmen optimalt med lägre basström, anses dess beta vara hög.

I den här artikeln kommer vi att diskutera beta ( b ) och vad är hFE i BJT-konfigurationer. Vi hittar likheten mellan växelström och likströmbeta, och visar också genom formler varför faktorn beta är så viktig i BJT-kretsar.

En BJT-krets i DC-förspänningsläge bildar ett förhållande över dess samlare och basströmmar C och jag B genom en kvantitet som kallas beta och identifieras med följande uttryck:

b likström = Jag C / Jag B ------ (3.10)

där kvantiteterna fastställs över en specifik driftspunkt i det karakteristiska diagrammet.

I verkliga transistorkretsar kan beta-värdet för en given BJT vanligtvis variera inom ett intervall från 50 till 400, där det ungefärliga mellanområdet är det vanligaste värdet.

Dessa värden ger oss en uppfattning om storleken på strömmarna mellan samlaren och basen på BJT.

För att vara mer exakt, om en BJT specificeras med ett beta-värde på 200, betyder det att kapaciteten för dess samlarström I C är 200 gånger mer basströmmen I B.

När du kontrollerar datablad kommer du att upptäcka att b likström av en transistor som representeras som hFE.

I denna term brevet h är inspirerad av ordet hybrid som i transistor h ybrid ekvivalent växelströmskrets, kommer vi att diskutera mer om detta i våra kommande artiklar. Prenumerationerna F i ( hFE ) extraheras från frasen f framåtströmförstärkning och termen ÄR hämtas från frasen gemensam- är mitter i en BJT-sändar-konfiguration, respektive.

När växelström eller en växelström är involverad uttrycks betastorleken som visas nedan:

Formellt, termen b till c kallas gemensam emitter, förstärkningsförstärkningsfaktor.

Eftersom i vanliga emitterkretsar typiskt blir kollektorströmmen utgången från BJT-kretsen, och basströmmen fungerar som ingången, förstärkning faktor uttrycks som visas i ovanstående nomenklatur.

Formatet för ekvation 3.11 liknar formatet på a och som diskuterades i vår tidigare avsnitt 3.4 . I detta avsnitt undviker vi proceduren för att bestämma värdet på a och från egenskaperskurvorna på grund av den involverade komplexiteten att mäta de verkliga förändringarna mellan jag C och jag ÄR över kurvan.

För ekvationen 3.11 finner vi det dock möjligt att förklara det med viss klarhet, och dessutom tillåter det oss också att hitta värdet av a och från en härledning.

I BJT-datablad, b och visas normalt som hfe . Här kan vi se att skillnaden bara är i bokstäverna på fe , som är i gemener jämfört med versaler som används för b likström Även här används bokstaven h för att identifiera h som i frasen h ybrid ekvivalent krets, och fe härrör från fraserna f utgående strömförstärkning och gemensam är mitter konfiguration.

Fig 3.14a visar den bästa metoden för att implementera Eq.3.11 genom ett numeriskt exempel, med en uppsättning egenskaper, och detta produceras igen i Fig 3.17.

Låt oss nu se hur vi kan bestämma b och för ett område med de egenskaper som identifieras av en arbetspunkt med värdena I B = 25 μa och V. DETTA = 7,5 V som visas i figur 3.17.

Regeln som begränsar V DETTA = konstant kräver att den vertikala linjen dras så att den skär igenom arbetspunkten vid V DETTA = 7,5 V. Detta gör värdet V DETTA = 7,5 V för att förbli konstant genom hela denna vertikala linje.

Variationen i jag B (AI B ) som framgår av ekv. 3.11 beskrivs följaktligen genom att välja ett par punkter på de två sidorna av Q-punkten (arbetspunkten) längs den vertikala axeln med ungefär likformiga avstånd på vardera sidan om Q-punkten.

För den angivna situationen kurvor som omfattar storheterna I B = 20 μA och 30 μA uppfyller kraven genom att hålla dig nära Q-punkten. Dessa fastställer dessutom nivåerna av jag B som definieras utan svårigheter istället för att kräva behovet av att interpolera I B mellan kurvorna.

Det kan vara viktigt att notera att bästa resultat bestäms typiskt genom att välja ΔI B så liten som möjligt.

Vi kan ta reda på de två storheterna av IC på den plats där de två korsningarna av I B och den vertikala axeln skär varandra genom att rita en horisontell linje över den vertikala axeln och genom att utvärdera de resulterande värdena för I C.

De b och för den specifika regionen kan sedan identifieras genom att lösa formeln:

Värdena för b och och b DC finns relativt nära varandra och därför kan de ofta bytas ut. Betydelse om värdet på b och identifieras kan vi kanske använda samma värde för bedömning b likström också.

Kom dock ihåg att dessa värden kan variera mellan BJT, även om de kommer från samma batch eller parti.

Vanligtvis beror likheten i värdena på de två betorna på hur liten specifikationen av I vd är för den specifika transistorn. Mindre jag vd kommer att visa högre likhet och vice versa.

Eftersom preferensen är att ha minst jag vd värde för en BJT, visar sig likhetsberoendet mellan de två betorna vara en äkta och acceptabel händelse.

Om vi ​​hade karakteristiken som visas i figur 3.18, skulle vi ha den b och liknar alla regionernas egenskaper,

Du kan se att jag är steget B är inställd på 10 µA och kurvorna har identiska vertikala utrymmen över alla karakteristiska punkter, vilket är 2 mA.

Om vi ​​utvärderar värdet av b och vid den angivna Q-punkten, skulle ge resultatet enligt nedan:

Detta bevisar att värdena för ac och dc betas kommer att vara identiska om karakteristiken för BJT ser ut som i figur 3.18. Specifikt kan vi här märka att jag vd = 0 uA

I följande analys kommer vi att ignorera ac eller dc-prenumerationen för betorna bara för att hålla symbolerna enkla och rena. Därför för varje BJT-konfiguration betraktas symbolen β som beta för både ac- och dc-beräkningar.

Vi har redan diskuterat angående alfa i ett av våra tidigare inlägg . Låt oss nu se hur vi kan skapa en relation mellan alfa och beta genom att tillämpa de grundläggande principer som hittills lärt sig.

Använda β = I C / Jag B

vi får jag B = Jag C / p,

På samma sätt för termen alfa kan vi härleda följande värde:

α = I C / Jag ÄR , och jag ÄR = Jag C / a

Därför ersätter och ordnar vi termerna så hittar vi följande förhållande:

Ovanstående resultat är som anges i Fig. 3.14a . Beta blir en avgörande parameter eftersom det låter oss identifiera ett direkt samband mellan strömmarnas storlek över ingångs- och utgångsstegen för en gemensam emitterkonfiguration. Detta kan erkännas från följande utvärderingar:

Detta avslutar vår analys av vad som är beta i BJT-konfigurationer. Om du har några förslag eller ytterligare information, vänligen dela i kommentarfältet.