Saya sedang membaca contoh dari buku teks. Dan untuk rangkaian ini di atas penulis mengklaim ketika R3 kurang dari 100 ohm Q3 tidak akan beralih. Saya tidak tahu "alasan" mengapa. Tapi saya memverifikasi dengan LTSpice penulisnya benar. Dia hanya tidak menjelaskan alasannya.
Jika katakanlah R3 mendekati nol saat Q2 aktif, mengapa Q3 juga tidak aktif?
transistors
switches
bjt
pengguna16307
sumber
sumber
Jawaban:
Agar Q3 diaktifkan, penurunan tegangan antara basis dan emitor harus sekitar 0,6 V, yang berarti bahwa tegangan yang sama harus dijatuhkan di atas R3, yang berarti bahwa arus yang mengalir melalui R3 harus setidaknya I3 = 0,6 V / R3 .
Ketika ada lebih sedikit arus yang mengalir melalui R3, penurunan tegangan R3 lebih kecil dari penurunan tegangan minimal Q3, dan Q3 akan tetap mati.
Untuk R3 = 100 Ω, I3 saat ini yang dibutuhkan adalah 6 mA. Namun, dalam rangkaian ini, arus melalui R3 dan Q3 juga dibatasi oleh R2: arus 6 mA akan menghasilkan penurunan tegangan 19,8 V lebih dari R2, yang tidak mungkin dengan pasokan 15 V.
Penurunan tegangan terbesar yang mungkin terjadi pada R2 terjadi ketika Q2 jenuh, dan sekitar 14 V, yang menghasilkan arus maksimum yang mungkin sekitar 14V / 3,3 kΩ = 4,2 mA.
sumber
sumber
Karena Anda bingung tentang perilaku nyala Q3 relatif terhadap R3, pertimbangkan rangkaian ekuivalen yang hanya terdiri dari pembagi resistor esensial (R3 dan R2) dan persimpangan basis-emitor Q3:
Saya bervariasi di sini R3 dari waktu ke waktu dari 0 hingga 1K. Diode BE berubah menjadi sekitar 0,65V yang sesuai dengan 150 ohm untuk R3. Ini mudah diverifikasi sebagai 15V * 150 / (3300 + 150) = 0.65V.
Karena arus melalui dioda yang dihidupkan memiliki variasi eksponensial dengan tegangan melintanginya (persamaan Shockley), dan karena arus di sini dibatasi oleh R2, tegangan BE akan kira-kira konstan setelah dioda menyala. Setelah persimpangan aktif, Vbe sebenarnya bervariasi secara logaritma dengan arus dioda yang memiliki batas atas (dikenakan oleh R2) ... yang bisa dikatakan tidak banyak. Perhatikan bahwa kurva V (BE) (jejak merah) memiliki belokan yang lebih tajam daripada arus I (BE) (magenta) ... karena hubungan logaritmik yang dimilikinya dengan arus dioda.
Sebelum dioda menyala, tegangan BE adalah fungsi linear dari R3 karena itu hanya pembagi resitif dengan R2. Juga saya (R2) tidak banyak bervariasi bahkan sebelum dioda menyala karena titik nyala hanya sekitar R3 = 4,5% dari nilai R2. Tetapi pada plot I (R2) yang terpisah [di panel bawah] Anda dapat melihat bahwa "bahkan lebih konstan" melewati titik nyalakan dioda. Jadi ini memverifikasi asumsi biasa bahwa Vbe adalah konstan (dan akibatnya begitu juga saya (R2) di sini) setelah persimpangan BE benar-benar aktif. Sebelum itu tidak ada batasan pada apa Vbe itu bisa seperti yang Anda lihat; itu hanya tergantung pada nilai R3 ketika dioda dimatikan.
sumber
Pertimbangkan tegangan melintasi dioda dan arus yang mengalir. Di bawah ini adalah kurva untuk dioda germanium lama (1N34A) dan silikon dioda (1N914): -
Berkonsentrasi pada dioda silikon (1N914). Dengan 0,6 volt, arus sekitar 0,6mA. Sekarang jatuhkan tegangan itu ke 0,4 volt. Arus turun menjadi 10 uA dan, dengan 0,2 volt di atasnya arus sekitar 100 nA.
Sekarang, persimpangan basis-emitor dalam BJT adalah dioda bias maju. Biasing maju berasal dari tegangan yang Anda tempatkan di atasnya dan ini biasanya melalui resistor biasing. Di sirkuit Anda, R2 dan tegangan catu daya menentukan arus yang dapat mengalir bersama ke basis dan ke R3.
Ketika R2 memasok jumlah yang layak saat ini, sebagian besar mengalir melalui basis emitor persimpangan karena Anda berada di bahwa bagian dari kurva dioda dan bahwa bagian dari kurva dioda memiliki resistansi dinamis yang jauh lebih kecil dari R3. Ketika tegangan basis-emitor semakin rendah, resistensi dinamisnya semakin tinggi dan R3 mulai menjadi "jalur" ke mana sebagian besar arus dari R2 mengalir.
Resistansi dinamis adalah perubahan kecil pada tegangan yang diterapkan dibagi dengan perubahan pada arus. Anda dapat melihat grafik dioda di atas dan memilih beberapa poin: -
Resistansi dinamis adalah 20mV / 200uA = 100 ohm
Resistansi dinamis adalah 20mV / 1uA = 20 kohms.
Jadi, ketika R3 menurunkan itu menjadi lebih dominan bahwa basis emitor junction dan dengan cepat arus persimpangan jatuh. Mengingat bahwa kita dapat memperkirakan aksi transistor ke perangkat dengan penguatan arus, menurunkan R3 melampaui titik tertentu berarti arus kolektor yang turun dengan cepat dan, pada dasarnya, transistor dianggap dimatikan.
sumber
Transistor membutuhkan sekitar 0,7 v VBE untuk mulai melakukan. Ketika Anda mendapatkan manfaat dari simulator di sana, bereksperimenlah dengan nilai R2 / R3 yang berbeda dan lihat tegangan yang dikembangkan di R3, dan apakah transistor menyala.
Seperti mengapa 0.7v, Anda perlu fisika semikonduktor!
sumber
Yah, saya pikir semua jawaban rumit telah diberikan, tetapi untuk dua sen saya: apa pun di bawah 150 ohm "menyingkat" basis ke persimpangan emitor
sumber