트랜지스터에서 전력 소비를 계산하는 방법은 무엇입니까?

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회로의 간단한 CircuitLab 스케치 (전류 소스)를 고려하십시오.

트랜지스터에서 전력 소비를 계산하는 방법을 잘 모르겠습니다.

나는 전자 공학 수업을 들으며 노트에 다음과 같은 방정식이 있습니다 (도움이되는지 확실하지 않음).

P = P_{C E} + P_{B E} + P_{b a s e - r e s i s t o r}

$P = P_{CE} + P_{BE} + P_{base-resistor}$

따라서 전력 손실은 콜렉터 및 이미 터에서 발생하는 전력 손실,베이스 및 이미 터에서 발생하는 전력 손실 및 미스테리 팩터 입니다. 이 예에서 트랜지스터의 β는 50으로 설정되었다. $P_{base-resistor}$

꽤 전체 혼동하고있어 그리고 많은 질문을 여기 트랜지스터에 큰 도움이되고있다.

transistors bjt

— 데이비드 추이 너드
소스

PC의 = IC에서 * Vce가 아니라 transister 사양 풋를

— Arjob 무 케르

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권력은 무언가를 가로 지르지 않습니다. 전력은 전류가 통과하는 시간의 전압입니다. 베이스로 들어가는 소량의 전류는 전력 손실과 관련이 없으므로 CE 전압과 콜렉터 전류를 계산하십시오. 트랜지스터가 소비하는 전력은이 두 가지의 곱이됩니다.

이에 대한 간단한 가정을 간단히 설명하겠습니다. 우리는 이득이 무한대이고 BE 드롭이 700mV라고 말합니다. R1-R2 분배기는베이스를 1.6V로 설정합니다. 즉, 이미 터가 900mV임을 의미합니다. 따라서 R4는 E 및 C 전류를 900µA로 설정합니다. Q1에서 최악의 전력 손실은 R3이 0 일 때이며, 콜렉터는 20V에있다. 트랜지스터에 대해 19.1V,이를 통해 900µA를 사용하면 17mW를 소비한다. SOT-23과 같은 작은 케이스에서도 손가락을 대면 따뜻함이 느껴지지 않습니다.

— 올린 라스 롭
소스

고마워요, 올린 대단히 감사합니다. 지금 훨씬 더 명확합니다.

— David Chouinard

이 "원리"는 전력 전자 장치를위한 큰 IGBT 드라이버로도 확장 할 수 있지만 특정 전류에서 효과적인 저항을 고려해야하는 구성 요소 데이터 시트를 읽어야합니다. 다이오드, SCR 및 인덕터에도 적용됩니다. 실제로 전압 강하 및 / 또는 저항을 발생시키는 모든 것.

— Spoon

"전력은 전류가 통과하는 전압의 몇 배에 이르는 전압"이 전력은 총 전력이지만주의해서 소산 되지는 않지만 전압과 위상이 일치하는 전류 성분 만이 엔트로피의 증가에 기여한다는 것을주의해야한다 시스템

— lurscher

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전력 은 에너지가 다른 에너지로 변환되는 속도입니다. 전력은 전압 과 전류 의 곱입니다 .

P = V I

$P = VI$

일반적으로 우리는 전기 에너지를 열로 변환하고 있으며 부품을 녹이지 않기 때문에 전력에 관심을 기울입니다.

저항, 트랜지스터, 회로 또는 와플의 전력을 계산하려는 경우 전력은 여전히 전압과 전류의 곱입니다.

BJT는 3 단자 장치로, 각각 다른 전류와 전압을 가질 수 있기 때문에 전력 계산을 위해 트랜지스터를 두 부분으로 간주하는 데 도움이됩니다. 일부 전류는베이스로 들어가서 전압을 통해 이미 터를 떠납니다 . 다른 일부 전류는 컬렉터로 들어가고 전압을 통해 이미 터를 떠납니다 . 트랜지스터의 총 전력은 다음 두 가지의 합입니다. $V_{BE}$ $V_{CE}$

P = V_{B E} I_{B} + V_{C E} I_{C}

$P = V_{BE}I_B + V_{CE}I_C$

트랜지스터를 사용하는 목적은 대개 증폭하는 것이기 때문에 컬렉터 전류는베이스 전류보다 훨씬 클 것이고,베이스 전류는 무시할 정도로 작을 것입니다. 따라서 와 트랜지스터의 전력은 다음과 같이 단순화 될 수 있습니다. $I_B \ll I_C$

P \approx V_{C E} I_{C}

$P \approx V_{CE} I_{C}$

— 필 프로스트
소스

고마워요, 필 이 가정은 계산을 단순화하는 데 큰 도움이됩니다.

— David Chouinard

또한, 트랜지스터의 β는 50이다. 그 값이 작기 때문에 그것이 다른 요소들이 중요 할만큼 충분히 중요한지 확실하지 않다.

— David Chouinard

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@DavidChouinard 전력의 상대적 중요성은 또한

대

의 비율에 의존 하지만,

가

보다 50 배 더 크면 ,베이스 전류로 인한 전력이 크게되기가 어려울 것이다. 단순화되지 않은 계산을 추가하여 관련성을 확인할 수 있습니다.

V_{B E}

$V_{BE}$

V_{C E}

$V_{CE}$

I_{C}

$I_C$

I_{B}

$I_B$

— Phil Frost

커패시터 또는 인덕터에서

만 사용하는 경우 해당 구성 요소 (순수한 형태)가 시스템의 엔트로피를 증가시키지 않기 때문에 손실 된 전력이 아니라 누적 전력을 얻을 수 있습니다. 나는이 주장을 확신하지 못한다

V \times I

$V \times I$

— lurscher

@lurscher 이상적인 커패시터는 뜨겁지 않지만 P = VI가 거짓이라는 의미는 아닙니다. 전력은 작업을 수행하는 비율입니다. 작업이 열을 발생시킬 필요는 없습니다 (매우 일반적인 경우이지만 트랜지스터의 경우 문제의 주제 인 경우)

— Phil Frost

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회로의 특수한 경우에는 트랜지스터가 하나만 있기 때문에 회로의 전력 절약을 사용하여 전력 소비를 찾을 수 있습니다

P_{s o u r c e} = P_{R 1} + P_{R 2} + P_{R 3} + P_{R 4} + P_{B J T}

$P_{source}=P_{R1}+P_{R2}+P_{R3}+P_{R4}+P_{BJT}$

I_{R 1} = I_{R 2} = \frac{V_{1}}{R_{1} + R_{2}} = 0.16 m A

$I_{R1}=I_{R2}=\frac{V_1}{R_1+R_2}=0.16mA$

이제 우리는 R1과 R2의 전류를 찾습니다. 기지의 전류는 무시됩니다.

V_{R 4} + V_{B E} = V_{R 2} \to I_{R 3} = I_{R 4} = 0.9 m A

$V_{R4}+V_{BE}=V_{R2}\to I_{R3}=I_{R4}=0.9mA$

따라서 저항에서 소비되는 총 전력은 다음과 같습니다.

\sum_{R_{1}}^{R_{4}} R_{i} I_{i}^{2} = 12.11 m W

$\sum_{R_1}^{R_4}R_iI_i^2=12.11mW$

소스가 회로에 제공하는 전력은 다음과 같습니다.

P_{s o u r c e} = I_{s o u r c e} V_{s o u r c e} = 21.2 m W

$P_{source}=I_{source}V_{source}=21.2mW$

이제 위의 첫 번째 관계를 사용하여 트랜지스터의 전력 손실을 찾습니다.

P_{B J T} = 9.09 m W

$P_{BJT}=9.09mW$

— 조리 히
소스

R3의 가치는 무엇입니까? 문제 설명에 따라 다릅니다.

— Fizz

1

@Respawnedfluff 10k.

— Zorich

1

다음은 더 거칠지 만 기억하기 쉽고 첫 번째 근사치로 유용한 답입니다. 여기서는 NPN 바이폴라 접합 트랜지스터의 경우 만 다룹니다. PNP 바이폴라 접합 트랜지스터와 유사합니다.

I_{E} = I_{C} = I .

$I_E = I_C = I.$

P = V_{C E} I .

$P = V_{CE} I.$

V_{C C}

$V_{CC}$

R_{3}

$R_3$

R_{4}

$R_4$

V_{C E} = V_{C C} - R_{3} I - R_{4} I = V_{C C} - (R_{3} + R_{4}) I,

$V_{CE} = V_{CC} - R_3 I - R_4 I = V_{CC} - (R_3+R_4)I,$

P = (V_{C C} - (R_{3} + R_{4}) I) I .

$P = (V_{CC} - (R_3 + R_4)I) I.$

I = V_{C C} / 2 (R_{3} + R_{4}),

$I = V_{CC}/2(R_3+R_4),$

P^{*} = V_{C C}^{2} / 4 (R_{3} + R_{4}) .

$P^* = V_{CC}^2/4(R_3+R_4).$

R_{3}

$R_3$

R_{4}

$R_4$

정리 : 트랜지스터가 소비하는 전력은 보다 크지 않습니다. ${1\over 4}$ $R_3$ $R_4$

$R_3$ $P^*$ $R_3=0$

P^{* *} = V_{C C}^{2} / 4 R_{4} = 100 m W,

$P^{**} = V_{CC}^2/4R_4 = 100mW,$

— MikeTeX
소스