왜 트랜지스터가 스위칭되지 않습니까?

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나는 교과서에서 예를 읽고 있었다. 그리고 위의 회로에서 R3가 100ohm보다 작을 때 저자는 주장한다. Q3는 스위칭하지 않을 것이다. 왜 "이유"인지 알 수 없었습니다. 그러나 나는 LTSpice와 함께 저자가 옳다는 것을 확인했다. 그는 그 이유를 설명하지 않습니다.

Q2를 켰을 때 R3가 0에 가까워 졌다면 왜 Q3도 켜지지 않습니까?

transistors switches bjt

— 사용자 16307
소스

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당신은 열심히 노력하고,이 예제를 연구하고 분석하고있는 것 같습니다. 그것으로 아무 문제가 없습니다. 그것을 두 번 본 후 나의 관심을 끌었습니다.

— Daniel Tork

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Q3을 켜려면베이스와 이미 터 사이의 전압 강하는 약 0.6V 여야합니다. 즉, R3에서 동일한 전압을 떨어 뜨려야합니다. 즉, R3을 통해 흐르는 전류는 I3 = 0.6V / R3 이상이어야합니다. .

R3을 통해 흐르는 전류가 적을 때 R3의 전압 강하는 Q3의 최소 전압 강하보다 작으며 Q3은 계속 꺼져 있습니다.

R3 = 100Ω의 경우 필요한 전류 I3은 6mA입니다. 그러나이 회로에서 R3 및 Q3을 통한 전류도 R2에 의해 제한됩니다. 6mA의 전류로 인해 R2에 비해 19.8V의 전압 강하가 발생하며 15V 공급으로는 불가능합니다.
R2에서 가능한 최대 전압 강하는 Q2가 포화 상태 일 때 발생하며 약 14V이므로 약 14V / 3.3kΩ = 4.2mA의 최대 전류가 가능합니다.

— CL.
소스

"이것은 동일한 전압이 R3보다 낮아져 야한다는 것을 의미합니다."왜 같은 전압이 떨어질까요? kirchoff eq 때문입니까?

— user16307

btw이지만 R3이 너무 작 으면 전류가 커지고 이미 터 기본 전압의 균형을 맞추기 위해 0.7V가 생성 될 수 있습니다. 메신저 혼란 ..

— user16307

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@ jjuserjr 나는 Q3이 켜져 있어야하는지 아닌지를 대략적으로 확인하는 쉬운 방법은 R3 ~ 0으로 Q3은 이미 터와베이스에서 비슷한 전압 레벨을 가질 것이지만 pnp이므로 이미 터는 a 지휘를 시작하기위한 기본보다 낮은 잠재력. 그들이 비슷한 잠재력에 있다면, Q3은 꺼져있을 것입니다.

— user13267

R3의 끝과 Q3의베이스 / 이미 터는 직접 연결되므로 이러한 지점의 전압은 항상 동일합니다. R2가 허용하지 않기 때문에 R3 을 통한 전류 는 더 커질 수 없습니다 .

— CL.

@ user13267 당신이 "pnp이므로 이미 터는베이스보다 전도력이 낮아야하기 때문에"라고 썼을 때, 나는 이미 터가베이스보다 높은 전위에 있어야한다고 생각합니다.

— Deepak

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가 충분히 크면 PNP 트랜지스터가 켜집니다 . 너무 작게 만들면 트랜지스터의 EB 접합에 전압이 충분하지 않아 켜질 수 없습니다. $V_{EB}$ $R_3$

직관적으로 는 양단의 전압과 동일합니다 . 이후 및 (매우 작은베이스 전류에있어 대략 분압기이다 )의 전압은 $V_{EB}$ $R_3$ $R_2$ $R_3$ $Q_3$

V_{이자형 비} \approx \frac{{아르 자형}_{삼}}{{아르 자형}_{2} + {아르 자형}_{삼}} \cdot 15V \approx \frac{{아르 자형}_{삼}}{{아르 자형}_{2}} \cdot 15V

$V_{EB} \approx \frac{R_3}{R_2 + R_3} \cdot \text{15 V} \approx \frac{R_3}{R_2} \cdot \text{15 V}$

R_{3} << R_{2}

$R_3 << R_2$

R_{3} / R_{2}

$R_3 / R_2$

— 그렉 디온
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그러나 R3이 너무 작 으면 전류가 커지고 이미 터 기본 전압의 균형을 맞추기 위해 0.7V가 생성 될 수 있습니다. 혼란 스러워요.

— user16307

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전류 증가로 인해 전압이 증가하지 않는 이유를 이해하려면 en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider 를 읽어야 합니다.

— Greg d' Eon

아니, 기본적으로 pnp 트랜지스터가 바로 전압 강하를 조절해야한다는 것을 의미 했습니까? 저항이 무엇을 규제해야하는지 왜 규제 할 수 없습니까? 그것이 R3의 전류를 조절한다면 작은 것이라도 증가해야합니다. 그것이 내가 생각했던 거죠.

— user16307

여기서는 트랜지스터를 통하지 않고 저항 (즉, R3)을 통한 전류에 대해 이야기하고 있는데 , 후자는 (전류) 트랜지스터를 켜는 역할 만합니다. R3이 너무 낮 으면 베이스에 충분한 전압 이 없어 트랜지스터를 켤 수 없습니다 . 트랜지스터를 통한 전류 는 R3이 아니라 R2에 의해 주어진다.

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그리고 Greg의 대답에 관해서 : R3 / (R2 + R3)을 R3 / R2로 근사화하는 것은 여기에서 매우 유용하지 않습니다. 특히이 분배기를 설계하여 Q3가 실제로 포화 상태가되도록합니다.

— Fizz

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R3에 비해 Q3의 턴온 동작에 대해 혼란 스러우므로 필수 저항 분배기 (R3 및 R2)와 Q3의베이스 이미 터 접합만으로 구성된 등가 회로를 고려하십시오.

나는 시간이 지남에 따라 0에서 1K까지 R3를 변화시키고 있습니다. BE 다이오드는 R3의 경우 150 옴에 해당하는 약 0.65V로 회전합니다. 이것은 15V * 150 / (3300 + 150) = 0.65V로 쉽게 확인됩니다.

전원이 켜진 다이오드를 통과하는 전류는 그 전압에 따라 지수 적으로 변하기 때문에 (Shockley 's equation), 여기에 전류가 R2에 의해 제한되기 때문에, 다이오드가 켜지면 BE 전압은 대략 일정 할 것입니다. 접합이 켜지면 Vbe는 실제로 상한 (R2에 의해 부과됨)을 갖는 다이오드 전류에 따라 로그 적으로 변합니다. V (BE) 곡선 (빨간색 추적)은 다이오드 전류와의 로그 관계로 인해 I (BE) 전류 (자홍색)보다 회전이 더 큽니다.

다이오드가 켜지 기 전에 BE 전압은 R2의 저항 분배기이므로 R3의 선형 함수입니다. 또한 턴온 지점이 R2 값의 약 R3 = 4.5 %에 불과하기 때문에 다이오드가 켜지 기 전에도 I (R2)는 크게 변하지 않습니다. 그러나 별도의 I (R2) 플롯 (아래쪽 창)에서 다이오드의 턴온 지점을 지나서 "더 일정하다"는 것을 알 수 있습니다. 따라서 이것은 BE 접합이 실제로 켜지면 Vbe가 일정하다는 가정을 확인합니다 (결과적으로 I (R2)도 마찬가지 임). 그 전에는 Vbe가 무엇인지 알 수있는 제한이 없습니다. 다이오드가 꺼져있을 때 R3의 값에만 의존합니다.

— 활기
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다이오드 양단의 전압과 흐르는 전류를 고려하십시오. 아래는 구 게르마늄 다이오드 (1N34A)와 실리콘 다이오드 (1N914)의 곡선입니다.-

실리콘 다이오드 (1N914)에 집중하십시오. 0.6 볼트의 전류는 약 0.6mA입니다. 이제 그 전압을 0.4 볼트로 떨어 뜨립니다. 전류는 10uA로 떨어지고 0.2V로 전류는 약 100nA입니다.

이제 BJT의베이스 이미 터 접합은 순방향 바이어스 다이오드입니다. 순방향 바이어 싱은 전압을 통해 발생하며 일반적으로 바이어 싱 저항을 통해 이루어집니다. 회로에서 R2와 전원 공급 장치 전압은베이스와 R3에 공동으로 흐를 수있는 전류를 정의합니다.

R2는 전류의 적당량의 공급 때에 있기 때문에, 그것의 대부분은 이미 터베이스 접합을 통해 흐르는 것을 다이오드 곡선 부분 것을 다이오드 곡선 부분 R3보다 작 동적 저항을 갖는다. 베이스 이미 터 전압이 낮아짐에 따라 동적 저항이 높아지고 R3는 R2의 전류 대부분이 흐르는 "경로"가되기 시작합니다.

동적 저항은 적용된 전압의 작은 변화를 전류의 변화로 나눈 것입니다. 위의 다이오드 그래프를보고 몇 가지 점을 선택할 수 있습니다.-

0.60 볼트에서 전류는 아마도 600 uA입니다
0.62 볼트에서 전류는 약 1000 uA입니다.

동적 저항은 20mV / 200uA = 100 옴입니다.

0.40 볼트에서 전류는 약 10 uA입니다.
0.42 볼트에서 전류는 약 11 uA입니다

동적 저항은 20mV / 1uA = 20kohm입니다.

따라서, R3이 낮아지면베이스 이미 터 접합과 지배 접합 전류가 급격히 감소하는 것이 더 우세해진다. 전류 이득이있는 장치에 대한 트랜지스터 동작을 근사 할 수 있다고 가정 할 때, 특정 지점을 넘어서 R3을 낮추면 수집기 전류가 급격히 떨어지며 실제로 트랜지스터는 꺼진 것으로 간주됩니다.

— 앤디 일명
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트랜지스터는 전도를 시작하기 위해 약 0.7v VBE가 필요합니다. 시뮬레이터의 이점이 있으므로 다른 R2 / R3 값으로 실험하고 R3에서 발생하는 전압과 트랜지스터가 켜져 있는지 여부를 살펴보십시오.

왜 0.7V 인지에 관해서 는 반도체 물리학이 필요합니다!

— Neil_UK
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나는 귀족 논리를 사용하여 행동을 이해할 수 있다고 생각했습니다. "이것이 이것을 초과하면 켜집니다".. so on

— user16307

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글쎄, 나는 모든 복잡한 답변이 주어 졌다고 생각하지만 내 2 센트의 경우 : 150 ohms 이하의 것은베이스에서 이미 터 접합으로 "단락"합니다.

— 폭격기 8013
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