활성 영역의 트랜지스터에 대해 왜 Vbe가 0.7입니까?

간단한 공통 이미 터 증폭기 의 예를 들겠습니다 . 편견과 지금은 잊어 버려야하지만이 회로의 핵심에 집중하십시오. 내가 그것을 이해하는 것처럼, 기본 노드와 이미 터 노드 사이의 전압 은 트랜지스터에 의해 궁극적으로 증폭되어 원래 신호의 반전 된 (증폭 된 버전)이 콜렉터 노드에 나타나게합니다.

지금은 책을 연구하고 있습니다. Sedra / Smith, 마이크로 일렉트로닉스.

내가 작업하고있는 장 에서 Vbe는 0.7V라고 가정합니다 . 이것은 나에게 이해가되지 않습니다. Vbe 자체가 앰프 스테이지의 입력 변수 일 때 Vbe가 어떻게 일정하게 유지 될 수 있습니까? 이미 터 저항 (이미 터 변성)이있는 CE 단계를 살펴보면 나머지 전압이 저항에서 떨어질 수 있습니다. 그러나 이것은 사실이 아니므로 나를 깨우 치십시오!

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

콜렉터 전류 방정식 반전 :

수율 :

예를 들어

이 값으로

이제 컬렉터 전류를 두 배로 늘리고

콜렉터 전류를 100 % 늘리면베이스 이미 터 전압 만 2.45 % 증가했습니다.

그 동안 그래서 하지 베이스 - 에미 터 전압이 일정하다는 사실, 그 콜렉터 전류의 비교적 넓은 범위에 걸쳐 일정한 것이 고려 나쁜 근사 아니다.

실리콘 트랜지스터의 Vbe는 실리콘 다이오드처럼 작동합니다. 일정한 양의 전류가 흐른 후 순방향 전압 강하가 급격히 상승합니다. 전류를 증가 시키면이 시점에서 무시할만한 Vf 차이가 발생합니다.

Vf는 게르마늄 다이오드와 트랜지스터에 따라 자연스럽게 다릅니다.

바이폴라 트랜지스터의 이미 터 전류에 대한 Ebers-Moll 모델은 다음과 같습니다.

$I_e \approx I_{es} e^{\frac{V_{be}}{V_t}}$

$I_e$$V_t\ \approx 26mV$$V_{be}$$I_{es} = 10^{-12}$

에버 스몰 플롯

$V_{be}$

$V_{be}$$V_{be}$

$V_{be}$

$V_{be}$$V_{be}$

페르미 레벨은 반도체 물질에서 이동 전자 (또는 정공)의 평균 에너지입니다. 페르미 레벨은 전자 볼트 (eV)로 표현되며, 전자에 의해 보여지는 전압을 나타내는 것으로 볼 수있다.

진성 실리콘 (및 게르마늄)은 원자가 대역의 상단 가장자리와 전도 대역의 하단 가장자리 사이의 중간에 페르미 레벨을 갖는다.

실리콘을 P 형으로 도핑하면 많은 구멍이 생깁니다. 이제는 가전 자대 상단 근처에 더 많은 가용 반송파 상태가 있으며, 이는 가전 자대 가장자리에 가깝게 Fermi 레벨을 낮 춥니 다. 마찬가지로 N 형을 도핑 할 때 많은 전자를 추가하면 전도대 근처에서 훨씬 더 많은 캐리어 상태가 만들어지고 Fermi 레벨이 전도대 가장자리 가까이로 올라갑니다.

베이스-이미 터 접합에서 일반적으로 발견되는 도핑 레벨의 경우, P 측과 N 측 사이의 페르미 레벨 차이는 약 0.7 전자 볼트 (eV)이다. 즉, N에서 P로 이동하는 전자는 0.7eV의 에너지를 덤프합니다 (광자 형태 : 여기에서 발광 다이오드가 빛을 얻습니다. 플랑크 방정식에 의해 결정된 바와 같이, 원하는 파장에서 광자를 발생시킨다). 마찬가지로, P에서 N으로 이동하는 전자는 어딘가에서 0.7eV를 픽업해야합니다.

요컨대, Vbe는 본질적으로 접합부의 양쪽에서 Fermi 레벨의 차이입니다.

이것은 반도체 101 소재입니다. 더 멀리 가기 전에 이것을 이해해야합니다. 101이라는 사실이 간단하거나 쉽다는 것을 의미하는 것은 아닙니다. 반도체 이론의 전제 조건을 마련하기 위해서는 미적분학 2 학기, 화학 학기 2 학기, 물리학 2 학기 및 미분 방정식 학기가 필요합니다. 위의 내용을 모두 자세히 설명하는 클래스입니다.

$V_{BE} = 0.7V$

$V_{BE}$

좋은 질문. 0.7V의 자주 인용되는 Vbe는 근사치 일뿐입니다. 능동적으로 증폭하는 트랜지스터의 Vbe를 측정하면 멀티 미터에서 0.7V의 Vbe 또는 그 주변을 표시하지만 오실로스코프에서와 같이 0.7을 확대 할 수 있으면 주변에서 작은 변화가 나타납니다. 따라서 어느 순간 에든 바이어스에 앉아있는 입력 신호 (증폭하려는 신호)가 해당 바이어스 포인트에 대해 변동하므로 0.6989V 또는 0.70021V 일 수 있습니다.

$v_{BE}$$v_{BE}$$v_{ce}$

$v_{BE}$$V_{BE}$$v_{BE}=V_{BE} + v_{be}$$V_{BE}$$0.7V$$v_{be}$

당신의 질문은 훌륭합니다.

이론적으로 트랜지스터는 Ube <0.7V의 경우 완전히 닫히고 Ube> = 0.7V의 경우 완전히 열립니다. 일부 저전력 트랜지스터에서이 이상적인 Ube는 0.6V 또는 0.65V 일 수 있습니다.

실제로 Ube는 고전력 트랜지스터의 경우 0V ~ 3V 범위 일 수 있습니다. 실제로, 트랜지스터는 Ube> 0에 대해 약간 개방되어 있으며 Ube가 증가함에 따라 개방성을 계속 증가시킵니다.

그러나 언급했듯이 Ice의 의존성 또는 Ube의 Rce는 주어진 지점 이후에 거의 선형이 아니므로 Ice의 증가로 Ube가 크게 증가하지는 않지만 여전히 있습니다.

0.7V 미만에서는 얼음의 증가가 다소 선형적일 수 있으며 이는 트랜지스터에 따라 다릅니다.

최대 얼음에서 최대 Ube는 거대한 전력 트랜지스터와 25A보다 큰 Ice의 경우 쉽게 2.5V ~ 3V입니다.

한 가지 확실한 점은 아날로그 응용 분야에서 주로 고전력 또는 고전류 트랜지스터에 대해 Ube의 Ice의 의존성을 고려해야합니다.

Ice = 30A 및 Uce = 4V에서 Ube = 3V 인 2N5302를 살펴보십시오.

이 게시물을 마치면 바이폴라의 전압 이득을 계산하는 방법을 알게됩니다.

가상 바이폴라에 대한 Vbe 대 수집기 전류 표를 살펴 보겠습니다.

VBE IC

0.4 1uA

0.458 10uA Notice 58mV 이상의 Vbe는 정확히 10 배 더 많은 전류를 제공합니다.

0.516 100uA

0.574 1mA

0.632 10mA

0.690 100mA [트랜지스터가 고온이므로 전류가 흘러 트랜지스터가 녹을 수 있음 (베이스 전압이 일정하게 바이폴라로 인해 알려진 위험)]

0.748 1AMP 트랜지스터가 뜨겁다

0.806 10A 트랜지스터는 뜨겁습니다

실제로 1uA ~ 10Amps 컬렉터 전류에서 바이폴라 트랜지스터를 작동 할 수 있습니까? 예, 전력 트랜지스터라면 가능합니다. 더 높은 전류에서 58 밀리 볼트가 더 많은 Vbe가 10 배 더 많은 전류를 생성하는이 미세한 테이블은 벌크 실리콘에 선형 저항이 있고 곡선 트레이서가이를 나타 내기 때문에 정확도를 잃습니다.

58mV보다 작은 변화는 어떻습니까? Vbe Ic 0.2 볼트 1nanoAmp (0.4v에서 1uA 아래 58mV의 약 3 가지 요소) 0.226 2.718 nanoAmp (0.026v의 물리는 E ^ 1 더 I를줍니다) 0.218 2.000 nanoAmp 0.236 4.000 nanoAmp 0.254 8.000 nanoAmp (N * 전압 레퍼런스에서 18mV)

그래, 충분한 테이블. 바이폴라 트랜지스터를 진공관 또는 MOSFETS와 유사하게 트랜스 컨덕터로 볼 수 있습니다. 입력 전압이 변경되면 출력 전류가 변경됩니다.

바이 폴러는 DC 컬렉터 전류를 알고 있다면 (즉, 입력 AC 신호가없는 경우) 바이폴라의 트랜스 컨덕턴스를 정확히 알고 있기 때문에 사용하기가 재미 있습니다.

간단히 말해서, 진공관 데이터 북은 가변 "상호 트랜스 컨덕턴스"를 사용하여 그리드 전압이 플레이트 전류를 어떻게 제어하는지 설명하기 때문에이를 'gM'또는 'gm'으로 할 수 있습니다. 이를 위해 gm을 사용하여 Lee deForest를 존중할 수 있습니다.

섭씨 25도에서 양극의 gm은 kt / q가 0.026 볼트이고 -------> Ic / 0.026이며 수집기 전류가 0.026 암페어 (26 밀리 암페어)이면 gm은 1 암페어입니다. 볼트 당.

따라서베이스의 1 밀리 볼트 PP는 1milliAmp PP 콜렉터 AC 전류를 발생시킵니다. Taylor Series를 사용하여 예측할 수있는 왜곡을 무시합니다. 또는 양극성에 대한 IP2 및 IP3에 대한 Barry Gilbert의 저술.

콜렉터에서 + 30V까지 1Kohm 저항이 있고 26mA를 전달한다고 가정하십시오. Vce는 30-1K * 26ma = 30-26 = 4V이므로 양극은 "선형"영역에 있습니다. 우리의 이득은 무엇입니까?

게인은 gm * Rcollector 또는 1 amp/volt * 1,000ohms 또는 Av = 1,000x입니다.

당신의 질문은 :

Vbe 자체가 앰프 스테이지의 입력 변수 일 때 어떻게 Vbe를 일정하게 유지할 수 있습니까?

쉬운 대답은 그렇지 않다는 것입니다.

1. $V_{BE}$
2. $V_{BE}$$I_b$

그러나 이제 나는 당신의 실제 의심이라고 믿는 것에 대답하려고 노력할 것입니다. DC 분석과 회로의 소 신호 분석의 개념을 혼합한다고 생각합니다.

"입력 변수"라고하는 것은 실제로 DC 구성 요소 위에 AC 구성 요소가 있습니다.

$V_{BE}$

나는 지금 당신이 당신의 혼란이 어디에서 오는지 알 수 있다고 생각합니다. 걱정하지 마십시오. 일반적인 혼란입니다. 저는 항상 대부분의 교사와 책이 DC 분석과 소 신호 분석의 관점에서 생각하는 방법과 각각에 적용해야 할 가정을 설명하는 데 잘 작동하지 않는다고 생각했습니다.

모든 것을 요약하면 :

1. $V_{BE}$$V_{BE}$$I_b$

2. $R_c$$V_{cc}$$v_{BE}$$V_{BE}$

참고 : 위의 다이어그램에 대한 소스를 찾을 수 있습니다 .