Podstawy tranzystorów

coś mnie dręczyło przez jakiś czas. Kiedy patrzę na obwód obejmujący coś bardziej skomplikowanego niż komponenty RLC (i być może wzmacniacze operacyjne), staram się dowiedzieć, co robi, chyba że jest to konfiguracja, którą widziałem wcześniej.

W przeciwieństwie do tego, czuję się całkiem pewny, że bez względu na to, jak skomplikowany jest obwód RLC, mogę go w końcu rozgryźć.

Teraz, gdy analizuję obwód RLC, moje narzędzia są w zasadzie

• $V = IR$

• $I = C \frac{dv}{dt}$

• $V = L\frac{di}{dt}$

• Kombinacje równoległe i szeregowe tych komponentów (wydaje mi się, że nie jest to tak naprawdę oddzielne od praw Kirchoffa, ale ...)

• Prawa Kirchoffa

Pytam więc, jakich narzędzi brakuje mi do analizy bardziej złożonych obwodów? Przede wszystkim chcę wiedzieć, jak analizować obwody z udziałem BJT i ​​FET. Wygląda na to, że tranzystorów jest tak wiele trybów pracy, że trudno jest je wszystkie wyprostować. Czy ktoś zna dobrą stronę internetową, która zawiera wszystko?

Dzięki

EDYCJA Chcę również wspomnieć, że w praktyce istnieją rzeczy takie jak gdy zmienia się temperatura. Na razie mnie to nie obchodzi, zgadzam się ze stevenvh, że symulacja jest potrzebna, ale chcę mieć wystarczająco dobre koncepcje, aby zaprojektować obwód, który mogę następnie ulepszyć za pomocą symulacji itp.$V \neq IR$

Tranzystory nie są trudne do zrozumienia przy pierwszym przybliżeniu, a to wystarczy, aby przynajmniej zrozumieć, co dzieje się w wielu obwodach.

Pomyśl o tranzystorze NPN w ten sposób: wkładasz trochę prądu przez BE, a to pozwala na dużo prądu przez CE. Stosunek dużo do małego to wzmocnienie tranzystora, czasami znane jako beta, a czasem hFE. Jednym drobnym zmarszczeniem jest to, że ścieżka BE wygląda jak dioda krzemowa, więc zwykle spada około 500-700 mV. Ścieżka CE może spaść do około 200 mV, gdy pozwoliłaby na większy prąd niż zapewnia obwód zewnętrzny. Szczegóły są niezmienne, ale możesz zrobić wiele dzięki temu prostemu widokowi tranzystora NPN.

PNP to to samo z odwróconą polaryzacją. Emiter ma wysokie napięcie zamiast niskiego. Prąd sterujący wychodzi z podstawy zamiast do niej, a prąd kolektora wychodzi z kolektora zamiast do niego.

Trzymajmy się trochę tranzystorów bipolarnych i najpierw je zrozumiemy, ponieważ wydaje się, że o to pytasz o więcej. FET są równie proste do zrozumienia przy pierwszym przybliżeniu, ale nie chcę w tej chwili mylić rzeczy.

Chociaż powyższy model jest przydatny do zrozumienia większości obwodów tranzystorowych, sugeruje wiele sposobów użycia tranzystorów, które mogą nie być oczywiste. Koncepcyjnie oczywistym sposobem użycia NPN jest połączenie emitera z masą, a kolektora z dodatnim źródłem zasilania za pomocą rezystora szeregowego. Teraz niewielka zmiana prądu podstawowego może spowodować dużą zmianę napięcia kolektora.

Trudną częścią nie jest zrozumienie, jak działa tranzystor, ale wyobrażenie sobie wszystkich fajnych rzeczy, które możesz zrobić z urządzeniem, które działa w ten sposób. Zajmowanie się nimi byłoby zdecydowanie za dużo jak na post tutaj. Sugeruję, aby pomyśleć o prostym modelu, który opisałem powyżej, a następnie przejrzeć niektóre typowe topologie obwodów tranzystorowych i zastanowić się, w jaki sposób wykorzystuje się proste właściwości tranzystora do robienia użytecznych rzeczy.

Rzeczy, które należy sprawdzić i przeanalizować według prostego modelu to:

• Wspólna konfiguracja emitera. To jest podstawowy wzmacniacz. Szczególną kwestią jest to, jak utrzymać tranzystor w środkowej części zakresu, aby skutecznie wykorzystać jego zdolność wzmacniającą. Nazywa się to „promowaniem”.

• Śledzący emiter. Zysk to nie tylko wyższe napięcie. W tym przypadku otrzymujesz nieco niższe napięcie, ale wyższy prąd i niższą impedancję.

• Teraz spójrz na niektóre obwody wielotranzystorowe i spróbuj śledzić, co robią, w jaki sposób tranzystor jest wykorzystywany, ale także jakie problemy projektant musiał przejść, aby uruchomić tranzystor w taki sposób, aby był użyteczny.

• Kiedy czujesz się bardziej komfortowo, spójrz na bardziej nietypowe konfiguracje, takie jak wspólna baza. Nie jest często używany, ale ma swoje szczególne zalety.

To, co sprawia, że ​​tranzystory są trudne w obsłudze, polega na tym, że musisz być świadomy wielu różnych parametrów, które wpływają na siebie nawzajem, a żaden z nich nie jest liniowy. Dlatego dokładne modelowanie ich zachowania nie jest łatwe i dlatego używamy narzędzi symulacyjnych, takich jak SPICE. Nadal musisz wiedzieć, co robisz, aby zaprojektować obwód, ale SPICE pomoże ci sprawdzić swój projekt / obliczenia, w których czasami musisz uprościć.
Nie jestem pewien, czy strony internetowe będą w tej sprawie wyczerpujące. Myślę, że dobry podręcznik da ci lepsze informacje. Może inni mogą polecić niektóre.

Uczenie się na podstawie wielokrotnego narażenia nie jest złym sposobem uczenia się. Zdobędziesz prawdziwą wiedzę praktyczną i dowiesz się, jakie są typowe obwody do rozwiązywania typowych problemów.

W tranzystorach chodzi o to, że nie są to urządzenia liniowe, więc nie będzie żadnych prostych równań, które obowiązywałyby praktycznie w każdych warunkach, takich jak te dla pasywnych. Zwykle podejście polega na rozpoznaniu, że w danym momencie tranzystor działa na jeden z kilku charakterystycznych sposobów - odcięty, aktywny, nasycony. W każdym z tych trybów możesz zastosować pewne przybliżenia do analizy obwodów tranzystorowych, ale należy rozumieć, że przybliżenia utrzymują się tylko w określonych granicach.

Na przykład, jeśli najpierw ustalisz, że tranzystor będzie działał w trybie aktywnym, możesz następnie narysować obwód o małym natężeniu prądu przemiennego, w którym tranzystor zostanie zastąpiony (w najprostszym modelu) rezystorem i prądem zależne źródło prądu. Następnie można użyć równań liniowych, aby uzyskać dobry wpływ na obwód równoważny. Dlaczego nazywa się to odpowiednikiem małego sygnału AC? Ponieważ jeśli zastosujesz wystarczająco duży sygnał, przekroczysz granice modelu; duże sygnały wejściowe mogą doprowadzić tranzystor do odcięcia lub nasycenia, unieważniając model.

Im bardziej rozbudowany model, tym dokładniejsza jest obliczana odpowiedź. Jednak trzymanie się podstawowego podstawowego emitera NPN:

1. Dwa oporniki w podstawie działają jak dzielnik napięcia. Zasadniczo są one o tej samej wartości, co stanowi około połowy napięcia zasilania.

2. Emiter znajduje się około 0,6 V poniżej bazy. Jeśli na emiterze znajduje się rezystor, możesz teraz obliczyć prąd przez niego.

3. Prąd emitera przechodzi również przez kolektor. Jeśli na kolektorze znajduje się rezystor, możesz teraz obliczyć napięcie na nim.

To wszystko dla DC.

W przypadku prądu przemiennego kilka miliwoltów zmiany w podstawie może osiągnąć kilka woltów w kolektorze. Jeśli prąd emitera (i / lub rezystor kolektora) jest zbyt duży lub odchylenie podstawy jest nieparzyste, dostajesz nasycenie lub odcięcie - które zniekształcają wprowadzony sygnał. Nie zawsze jest to złe (pomyśl: efekty zniekształceń gitary) .

tranzystor można traktować jedynie jako urządzenie, które pomaga w kontrolowaniu parametrów lub, powiedzmy, obwód 2 za pomocą obwodu 1 (tylko przybliżona ocena), jeśli tranzystor łączy dwa obwody. Na przykład ponieważ w elektronice cyfrowej występuje impuls zegarowy i powiedz, że chcesz coś zrobić, gdy zegar jest na określonym poziomie, podobnie jak w przypadku tranzystora, możesz modelować tranzystor tak, aby w punkcie pracy, gdy napięcie u podstawy osiągnie konkretny poziom, następnie można włączyć urządzenie, aby prąd mógł płynąć w ckt2, lub można go traktować jako przekaźnik lub przełącznik, nie tylko ten tranzystor jest wzmacniaczem.

do celów projektowych należy pamiętać, że tranzystor pomaga kontrolować parametry obwodu 2 za pomocą ckt 1, więc do ustalenia punktu pracy można użyć dowolnego modelu. Nie myl się z różnymi modelami dostępnymi do rozwiązywania tranzystorów, te modele są właśnie dla Ciebie, łatwiej jest użyć modelu ponownego, ponieważ ułatwia łatwe obliczenia, model z parametrem h (hybrydowym) jest najbardziej wszechstronny i jest uważany za najlepiej rozwiązuje każdy tranzystor, ale model T jest również dobry. aby uzyskać podstawowe informacje o tym, co robi obwód, można dokonać przybliżenia za pomocą przybliżenia takiego jak Vbe = 0,7, a wszystkie te przybliżenia prowadzą do łatwego obliczenia.

znam dwie bardzo dobre książki na temat studiowania tranzystora 1) urządzenia elektroniczne i obwody, boylestad, bardzo dobra książka, ale wykorzystuje ona wiele przybliżeń i jest dobra do nieco przybliżonej analizy, ale jeśli chcesz szczegółowo modelować tranzystor, tak jak chcesz znać dokładne parametry, a wszystko to jest lepsza książka 2) obwody mikroelektroniczne, sedra Smith. możesz to nazwać biblijną, super książką, ale radzę najpierw przeczytać książkę 1, a następnie przejść do 2, w przeciwnym razie nie będziesz w stanie wiele się nauczyć i po prostu pogrzebisz się w skomplikowanej matematyce.

aby dowiedzieć się, jak rozwiązać problem z analizą obwodu, zbadaj jak najwięcej obwodów, a następnie z czasem dowiesz się, jak używać tranzystora na wiele różnych sposobów

do nauki tego możesz odnieść się do książek napisanych przez las m. imitacje zawierają tylko obwody. i możesz je przeanalizować.

FET nie różni się zbytnio od BJT, po prostu FET są używane głównie do produkcji wzmacniacza ze względu na bardzo wysoką impedancję wejściową, ale impedancja wyjściowa jest prawie porównywalna, jest również niewielka, ale wręcz przeciwnie, BJT ma wysoką moc przełączania, więc jeśli twoja aplikacja ma coś wspólnego z przełączaniem BJT, byłby to świetny wybór.

na koniec chciałbym jeszcze raz powiedzieć, że jeśli chcesz nauczyć się tranzystora, to zbadaj dużo obwodów, możesz spojrzeć na konstrukcję wzmacniacza operacyjnego, ponieważ są one niczym więcej niż 4-stopniowym wzmacniaczem różnicowym i dzięki temu możesz również nauczyć się ...

życzę miłej nauki TRANSISTORA !!!