Nos transistores de junção bipolar, o fator que determina o nível de sensibilidade do dispositivo à corrente de base e o nível de amplificação em seu coletor é chamado de beta ou hFE. Isso também determina o ganho do dispositivo.
Em outras palavras, se o BJT usa corrente relativamente mais alta para alternar sua carga de coletor de forma ideal, então ele tem baixa b (beta), ao contrário, se for capaz de comutar a corrente nominal do coletor de forma otimizada usando corrente de base inferior, então seu beta é considerado alto.
Neste artigo, discutiremos sobre o beta ( b ) e o que é hFE em configurações BJT. Encontraremos a semelhança entre betas ac e dc, e também provaremos por meio de fórmulas porque o fator beta é tão importante nos circuitos BJT.
Um circuito BJT no modo de polarização dc forma um relacionamento entre seu coletor e as correntes básicas I C e eu B através de uma quantidade chamada beta , e é identificado com a seguinte expressão:
b dc = eu C / eu B ------ (3,10)
onde as quantidades são estabelecidas sobre um ponto operacional específico no gráfico característico.
Em circuitos de transistor reais, o valor de beta para um determinado BJT pode variar normalmente dentro de uma faixa de 50 a 400, onde a faixa média aproximada é o valor mais comum.
Esses valores nos dão uma ideia a respeito da magnitude das correntes entre o coletor e a base do BJT.
Para ser mais preciso, se um BJT é especificado com um valor beta de 200, significa que a capacidade de sua corrente de coletor I C é 200 vezes mais a corrente de base I B.
Ao verificar as planilhas de dados, você descobrirá que o b dc de um transistor sendo representado como o hFE.
Neste termo, a carta h é inspirado na palavra híbrido como em transistor h circuito ac equivalente ybrid, discutiremos mais sobre isso em nossos próximos artigos. Os subscritos F no ( hFE ) é extraído da frase f amplificação de corrente direta e o termo É é tirado da frase comum é mitter em uma configuração de emissor comum BJT, respectivamente.
Quando corrente alternada ou CA está envolvida, a magnitude beta é expressa conforme mostrado abaixo:
Formalmente, o termo b para c é referido como emissor comum, fator de amplificação de corrente direta.
Uma vez que em circuitos de emissor comum, a corrente do coletor normalmente se torna a saída do circuito BJT, e a corrente de base atua como a entrada, o amplificação fator é expresso como mostrado na nomenclatura acima.
O formato da equação 3.11 se assemelha bastante ao formato de uma e como discutido em nosso anterior seção 3.4 . Nesta seção, evitamos o procedimento de determinação do valor de uma e das curvas de características devido à complexidade envolvida de medir as mudanças genuínas entre o C e eu É sobre a curva.
No entanto, para a equação 3.11, achamos possível explicá-la com alguma clareza e, além disso, também nos permite encontrar o valor de uma e de uma derivação.
Nas fichas de dados BJT, b e normalmente é mostrado como hfe . Aqui podemos ver que a diferença está apenas nas letras do fe , que estão em minúsculas em comparação com as maiúsculas usadas para b DC Aqui também a letra h é usada para identificar o h como na frase h circuito equivalente híbrido, e fe é derivado das frases f ganho de corrente progressiva e comum é configuração mitter.
A Fig 3.14a mostra o melhor método de implementação da Eq.3.11 por meio de um exemplo numérico, com um conjunto de características, e este é produzido novamente na Fig. 3.17.
Agora vamos ver como podemos determinar b e para uma região das características identificadas por um ponto operacional tendo valores I B = 25 μa e V ESTA = 7,5 V como mostrado na Fig 3.17.
A regra que restringe V ESTA = constante exige que a linha vertical seja desenhada de uma forma que corte através do ponto operacional em V ESTA = 7,5 V. Isso torna o valor V ESTA = 7,5 V para permanecer como uma constante ao longo desta linha vertical.
A variação em I B (ΔI B ) como aparente na Eq. 3.11 é consequentemente descrito selecionando um par de pontos nos dois lados do ponto Q (ponto operacional) ao longo do eixo vertical tendo distâncias aproximadamente uniformes em cada lado do ponto Q.
Para a situação indicada as curvas envolvendo as magnitudes I B = 20 μA e 30 μA satisfazem os requisitos permanecendo perto do ponto Q. Além disso, estabelecem os níveis de I B que são definidos sem dificuldade em vez de exigir a necessidade de interpolar o I B nível entre as curvas.
Pode ser importante notar que os melhores resultados são determinados tipicamente selecionando ΔI B tão pequeno quanto possível.
Podemos descobrir as duas magnitudes de IC no local onde as duas interseções de I B e o eixo vertical se cruza desenhando uma linha horizontal ao longo do eixo vertical e avaliando os valores resultantes de I C.
O b e estabelecido para a região específica pode então ser identificado resolvendo a fórmula:
Os valores de b e e b dc podem ser encontrados razoavelmente próximos um do outro e, portanto, podem ser freqüentemente trocados. Ou seja, se o valor de b e é identificado, podemos ser capazes de usar o mesmo valor para avaliar b DC também.
No entanto, lembre-se de que esses valores podem variar entre os BJTs, mesmo que sejam do mesmo lote ou lote.
Normalmente, a similaridade nos valores dos dois betas depende de quão pequena é a especificação de I CEO é para o transistor específico. Eu menor CEO apresentará maior similaridade e vice-versa.
Já que a preferência é ter o mínimo eu CEO valor para um BJT, a dependência de similaridade dos dois betas acaba sendo uma ocorrência genuína e aceitável.
Se tivéssemos a característica aparecendo conforme mostrado na Fig. 3.18, teríamos o b e semelhante em todas as regiões das características,
Você pode ver que o passo de eu B é definido em 10µA e as curvas têm espaços verticais idênticos em todos os pontos de características, que é 2 mA.
Se avaliarmos o valor de b e no ponto Q indicado, produziria o resultado conforme mostrado abaixo:
Isso prova que os valores dos betas ac e dc serão idênticos se a característica do BJT aparecer como na Fig.3.18. Especificamente, podemos notar aqui que o CEO = 0µA
Na análise a seguir, estaremos ignorando os subscritos ac ou dc para os betas apenas para manter os símbolos simples e limpos. Portanto, para qualquer configuração BJT, o símbolo β será considerado o beta para os cálculos CA e CC.
Já discutimos sobre alfa em uma de nossas postagens anteriores . Vamos agora ver como podemos criar um relacionamento entre o alfa e o beta aplicando os princípios fundamentais aprendidos até agora.
Usando β = I C / EU B
nós pegamos eu B = Eu C / β,
Da mesma forma, para o termo alfa também, podemos deduzir o seguinte valor:
α = I C / EU É , e eu É = Eu C / α
Portanto, substituindo e reorganizando os termos, encontramos a seguinte relação:
Os resultados acima são indicados em Fig. 3.14a . Beta se torna um parâmetro crucial, pois nos permite identificar uma relação direta entre as magnitudes das correntes nos estágios de entrada e saída para uma configuração de emissor comum. Isso pode ser reconhecido a partir das seguintes avaliações:
Isso conclui nossa análise sobre o que é beta nas configurações BJT. Se você tiver alguma sugestão ou mais informações, por favor, compartilhe na seção de comentários.
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