Beta (β) trong BJT là gì

Trong các bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực, yếu tố xác định mức độ nhạy của thiết bị với dòng điện cơ bản và mức khuếch đại tại bộ thu của nó được gọi là beta hoặc hFE. Điều này cũng quyết định độ lợi của thiết bị.

Nói cách khác, nếu BJT sử dụng dòng điện tương đối cao hơn để chuyển tải bộ thu của nó một cách tối ưu thì nó có mức thấp b (beta), ngược lại nếu nó có thể chuyển đổi dòng điện cực thu định mức một cách tối ưu bằng cách sử dụng dòng điện cơ bản thấp hơn, thì beta của nó được coi là cao.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về bản beta ( b ) và cái gì hFE trong các cấu hình BJT. Chúng ta sẽ tìm thấy sự giống nhau giữa betas ac và dc, đồng thời cũng chứng minh thông qua công thức tại sao hệ số beta lại quan trọng trong mạch BJT.

Một mạch BJT trong chế độ thiên vị dc tạo thành một mối quan hệ qua bộ thu và dòng cơ sở của nó I C và tôi B thông qua một số lượng được gọi là bản beta và nó được xác định bằng biểu thức sau:

b dc = Tôi C / Tôi B ------ (3.10)

trong đó các đại lượng được thiết lập trên một điểm hoạt động cụ thể trên đồ thị đặc tính.

Trong các mạch bóng bán dẫn thực, giá trị của beta cho một BJT nhất định thường có thể thay đổi trong phạm vi từ 50 đến 400, trong đó giá trị trung bình gần đúng là giá trị phổ biến nhất.

Những giá trị này cung cấp cho chúng ta một ý tưởng về độ lớn của dòng điện giữa bộ thu và đế của BJT.

Nói chính xác hơn, nếu một BJT được chỉ định với giá trị beta là 200, nghĩa là công suất của bộ thu của nó hiện tại I C gấp 200 lần dòng điện cơ bản I B.

Khi bạn kiểm tra biểu dữ liệu, bạn sẽ thấy rằng b dc của một bóng bán dẫn được biểu diễn dưới dạng hFE.

Trong thuật ngữ này, lá thư h được lấy cảm hứng từ từ hybrid như trong bóng bán dẫn h mạch xoay chiều tương đương ybrid, chúng tôi sẽ thảo luận thêm về điều này trong các bài viết sắp tới của chúng tôi. Các đăng ký F trong ( hFE ) được chiết xuất từ ​​cụm từ f khuếch đại dòng hướng lên và thuật ngữ LÀ được lấy từ cụm từ common- Là mitter trong cấu hình bộ phát chung BJT tương ứng.

Khi tham gia vào dòng điện xoay chiều hoặc xoay chiều, độ lớn beta được biểu thị như hình dưới đây:

Về mặt hình thức, thuật ngữ b đến c được gọi là hệ số khuếch đại dòng chuyển tiếp, cực phát chung.

Vì trong các mạch phát chung, dòng thu thường trở thành đầu ra của mạch BJT và dòng cơ bản hoạt động giống như đầu vào, khuếch đại yếu tố được biểu thị như thể hiện trong danh pháp trên.

Định dạng của phương trình 3.11 khá giống với định dạng của a và như đã thảo luận trong phần trước của chúng tôi phần 3,4 . Trong phần này, chúng tôi đã tránh thủ tục xác định giá trị của a và từ các đường cong đặc tính do sự phức tạp liên quan của việc đo lường các thay đổi thực sự giữa I C và tôi LÀ qua đường cong.

Tuy nhiên, đối với phương trình 3.11, chúng tôi thấy có thể giải thích nó một cách rõ ràng và hơn nữa nó cũng cho phép chúng tôi tìm ra giá trị của a và từ một nguồn gốc.

Trong bảng dữ liệu BJT, b và thường được hiển thị như hfe . Ở đây, chúng ta có thể thấy rằng sự khác biệt chỉ là chữ cái của fe , được viết thường so với viết hoa được sử dụng cho b dc. Ở đây, chữ h cũng được sử dụng để xác định h như trong cụm từ h mạch tương đương ybrid, và fe có nguồn gốc từ các cụm từ f tăng trở lại hiện tại và chung- Là cấu hình mitter.

Hình 3.14a cho thấy phương pháp tốt nhất để thực hiện Eq.3.11 thông qua một ví dụ số, với một tập hợp các đặc điểm và điều này được tạo lại trong Hình 3.17.

Bây giờ, hãy xem cách chúng tôi có thể xác định b và cho một vùng của các đặc điểm được xác định bởi một điểm hoạt động có các giá trị I B = 25 μa và V ĐIỀU NÀY = 7,5 V như hình 3.17.

Quy tắc hạn chế V ĐIỀU NÀY = hằng số yêu cầu đường thẳng đứng được vẽ theo cách mà nó cắt qua điểm vận hành tại V ĐIỀU NÀY = 7,5 V. Điều này hiển thị giá trị V ĐIỀU NÀY = 7,5 V để không đổi trong suốt đường thẳng đứng này.

Sự biến đổi trong I B (ΔI B ) rõ ràng trong Eq. Do đó, 3.11 được mô tả bằng cách chọn một vài điểm ở hai bên của điểm Q (điểm vận hành) dọc theo trục tung có khoảng cách xấp xỉ đồng đều ở hai bên của điểm Q.

Đối với tình huống được chỉ ra, các đường cong liên quan đến độ lớn I B = 20 μA và 30 μA thỏa mãn các yêu cầu bằng cách ở gần điểm Q. Hơn nữa, những điều này thiết lập các cấp độ của tôi B được xác định mà không gặp khó khăn thay vì yêu cầu cần phải nội suy I B mức giữa các đường cong.

Điều quan trọng cần lưu ý là kết quả tốt nhất thường được xác định bằng cách chọn ΔI B càng nhỏ càng tốt.

Chúng ta có thể tìm ra hai độ lớn của IC tại nơi hai giao điểm của I B và trục tung cắt nhau bằng cách vẽ một đường ngang qua trục tung và bằng cách đánh giá các giá trị kết quả của I C.

Các b và thiết lập cho khu vực cụ thể sau đó có thể được xác định bằng cách giải quyết công thức:

Các giá trị của b và và b dc có thể được tìm thấy gần nhau một cách hợp lý, và do đó chúng có thể thường được thay thế cho nhau. Có nghĩa là nếu giá trị của b và được xác định, chúng tôi có thể sử dụng cùng một giá trị để đánh giá b dc nữa.

Tuy nhiên, hãy nhớ rằng các giá trị này có thể khác nhau giữa các BJT, ngay cả khi chúng thuộc cùng một lô hoặc nhiều lô.

Thông thường, sự giống nhau về giá trị của hai bản betas phụ thuộc vào đặc điểm kỹ thuật của I CEO là cho bóng bán dẫn cụ thể. Tôi nhỏ hơn CEO sẽ thể hiện độ tương đồng cao hơn và ngược lại.

Vì sở thích là có ít nhất tôi CEO giá trị của một BJT, sự phụ thuộc vào độ giống nhau của hai betas hóa ra là một điều xác thực và có thể chấp nhận được.

Nếu chúng ta có đặc điểm xuất hiện như trong Hình 3.18, chúng ta sẽ có b và giống nhau ở tất cả các vùng của các đặc điểm,

Bạn có thể thấy rằng bước của tôi B được đặt ở 10µA và các đường cong có khoảng trống thẳng đứng giống hệt nhau trên tất cả các điểm đặc trưng, ​​là 2 mA.

Nếu chúng ta đánh giá giá trị của b và tại điểm Q được chỉ định, sẽ tạo ra kết quả như hình dưới đây:

Điều này chứng tỏ rằng các giá trị của betas ac và dc sẽ giống hệt nhau nếu đặc tính của BJT xuất hiện như trong Hình.3.18. Cụ thể, chúng ta có thể nhận thấy ở đây rằng CEO = 0µA

Trong phân tích sau, chúng tôi sẽ bỏ qua các chỉ số phụ ac hoặc dc cho betas chỉ để giữ cho các ký hiệu đơn giản và sạch sẽ. Do đó, đối với bất kỳ cấu hình BJT nào, ký hiệu β sẽ được coi là beta cho cả tính toán ac và dc.

Chúng tôi đã thảo luận về alpha trong một trong những bài viết trước đây của chúng tôi . Bây giờ chúng ta hãy xem cách chúng ta có thể tạo mối quan hệ giữa alpha và beta bằng cách áp dụng các nguyên tắc cơ bản đã học cho đến nay.

Sử dụng β = I C / TÔI B

chúng tôi hiểu tôi B = Tôi C / β,

Tương tự đối với thuật ngữ alpha, chúng ta có thể suy ra giá trị sau:

α = tôi C / TÔI LÀ , và tôi LÀ = Tôi C / α

Do đó, thay thế và sắp xếp lại các thuật ngữ, chúng ta thấy có mối quan hệ sau:

Các kết quả trên được chỉ ra trong Hình 3.14a . Beta trở thành một tham số quan trọng vì nó cho phép chúng ta xác định mối quan hệ trực tiếp giữa cường độ của dòng điện qua các giai đoạn đầu vào và đầu ra đối với cấu hình bộ phát chung. Có thể thừa nhận điều này từ những đánh giá sau:

Điều này kết thúc phân tích của chúng tôi về bản beta trong các cấu hình BJT là gì. Nếu bạn có bất kỳ đề xuất hoặc thêm thông tin, xin vui lòng chia sẻ trong phần bình luận.