Эмиттерный повторитель, Теоретический вопрос. Опции

[131959G]

Очень часто простые вопросы меня ставят в тупик.
Вот вопрос:
Может ли транзистор в схеме простейшего каскада с ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ в виде эмиттерного повторителя оказаться в режиме НАСЫЩЕНИЯ????
Если ДА, то как его завести в такой режим?
Если НЕТ, то почему НЕТ?

[GetSmart]

Может. Когда потенциал на базе становится больше потенциала коллектора. Такое может происходить, но обычно в нестандартных схемах. Я такую фичу как-то делал для ключевого каскада, который одновременно являлся усилителем тока и входил в глубокое насыщение когда на его выходе было +Vcc, но при этом в схеме должна быть напруга ещё выше +Vcc.
В другом случае не нужна напруга выше +Vcc, можно ёмкостью/электролитом временно (для переменного тока/напряжения) ввести ОК в насыщение, когда ёмкость подключена к базе ОК.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 27 2009, 17:06

[131959G]

GetSmart
Спасибо за ответ.
Вот только сочетание "ключевого каскада" с эмиттерным повторителем несколько не в тему.
То, что можно завести схему в состояние когда оба перехода транзистора будут смещены прямо - это понятно, НО достаточно ли этого чтобы сказать "транзистор эмиттерного повторителя оказался в режиме насыщения".
Мне кажется, если увеличивать ток в базу, подавая на вход напряжение скажем через ограничивающий резистор от источника с напряжением больше питания повторителя, то ток коллектора начнет УМЕНЬШАТЬСЯ и это меня смущает. Или я не прав про ток коллектора?

Добавил:
Если разрешите, давайте пока БЕЗ ЭЛЕКТРОЛИТОВ!

Сообщение отредактировал 131959G - Nov 27 2009, 17:15

[GetSmart]

Ключевой каскад как раз с резистором в базе. Когда нагрузка слабая или её нет, то ессно оба перехода будут прямосмещёнными. Но фича в том, что гарантируется, что эмиттер не поднимется выше коллектора, т.к. лишний ток базы уйдёт в +Vcc. А когда на выходе есть нагрузка и её ток выше тока (например на порядок, но вообще от 1 до h21э раза выше), создаваемого базовым резистором, то коллектор будет обратносмещён и при этом ток будет усилен как и полагается эмиттерному усилителю. При этом транзистор при (правильном расчёте) может быть в глубоком насыщении, в зависимости от транзистора и нагрузки это может быть 0.1 вольт и даже меньше.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 27 2009, 17:28

[Microwatt]

запросто
соберите МАКЕТ и проверьте.
Повышая постепенно напряжение на базе, будем видеть работу повторителя в привычном режиме.
Как только напряжение на базе начнет превышать коллекторное (хоть на десятки милливольт), начнется рост тока базы, а напряжение коллектор-эмиттер будет быстро падать.
В конце, все потечет в базу, а потенциал коллектор-эмиттер будет даже не то, что мы называем насыщением, это будет аналоговый ключ с падением в 20-40милливольт. Может и меньше.
Раньше, до полевиков, аналоговые ключи так и делали.
Мощность управления, правда, нужна в бета раз больше, чем мощность коммутируемого сигнала.

[domowoj]

Уважаемый Microwatt,
с миливольтами намудрииил.
Меньше чем прописано в даташите напр. насыщения быть не может.

[SM]

то ток коллектора начнет УМЕНЬШАТЬСЯ и это меня смущает. Или я не прав про ток коллектора?

Про ток коллектора правы. Но есть одна мелочь - состояние насыщения у транзистора определяется не током коллектора, а состоянием его переходов. И то, что ток коллектора будет падать, никак не мешает транзистору насытиться. Более того, даже помогает.

Меньше чем прописано в даташите напр. насыщения быть не может.

Может, еще как может. При указанном в даташите токе - да. А при меньших токах - легко. Посчитайте например, если напряжение насыщения по даташиту при Iк = 1А будет 0.1 вольт, то сколько будет оно при Iк=1мка.

[GetSmart]

Кстати, выражение "ток коллектора будет падать" не совсем точное выражение. Будет падать коэфф. усиления тока, то есть при входе в режим насыщения ток коллектора будет даже немного увеличиваться при резистивной нагрузке, а вот ток базы начнёт значительно увеличиваться. Но ситуация абсолютно аналогичная насыщению с ОЭ например. Там тоже при входе транзистора в насыщение ток базы увеличивается. Хотя в реальных схемах ток базы ессно не увеличивается, его всегда просчитывают с запасом для наихудшего случая. Короче, насыщение и свойства транзистора в режиме насыщения для ОК и ОЭ очень похожи.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 27 2009, 18:20

[domowoj]

В эмиттерном повторителе (в нормальном реж.) не ток коллектора определяется
током базы, а ток базы зависит от тока эмиттера

[GetSmart]

В эмиттерном повторителе (в нормальном реж.) не ток коллектора определяется
током базы, а ток базы зависит от тока эмиттера

При h21э=100 ошибка в 1% не принципиальна, 5% допуск резисторов куда хуже.

[domowoj]

При h21э=100 ошибка в 1% не принципиальна, 5% допуск резисторов куда хуже.

Не понял???!

[GetSmart]

На уровне детского сада:
Ток эмиттера = ток базы + ток коллектора. В линейном режиме ток базы = 1/h21э тока эмиттера. Соотвественно ток коллектора отличается от тока эмиттера всего на 1% при h21э=100.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 27 2009, 18:40

[domowoj]

На уровне детского сада:
Ток эмиттера = ток базы + ток коллектора. В линейном режиме ток базы = 1/h21э тока эмиттера. Соотвественно ток коллектора отличается от тока эмиттера всего на 1% при h21э=100.

Вы не поняли!
В бАзу не потечет ток больше, чем ток коллектора/h21

[GetSmart]

Вы не поняли!
В бАзу не потечет ток больше, чем ток коллектора/h21

Из того поста (относительно предыдущих постов) это действительно не понять. В предыдущих постах речь шла о режиме насыщения, а этот пост о линейном режиме. Ну и причём тут это?
Тем более, в том посте привлекает внимание именно противопосталение токов коллектора и эмиттера.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 27 2009, 18:55

[Herz]

В эмиттерном повторителе (в нормальном реж.) не ток коллектора определяется
током базы, а ток базы зависит от тока эмиттера

Смелое заявление.

Вы не поняли!
В бАзу не потечет ток больше, чем ток коллектора/h21

А это и вообще неверно.

[GetSmart]

А это и вообще неверно.

Почему?
В линейном режиме ОК - верно. В линейном режиме эмиттерный повторитель - имеет самый лучший КПД именно из-за этого.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 27 2009, 19:25

[Herz]

Почему?
В линейном режиме ОК - верно. В линейном режиме эмиттерный повторитель - имеет самый лучший КПД именно из-за этого.

Потому что ток ток коллектора меньше тока эмиттера именно на ток базы. КПД здесь ни при чём.

[Microwatt]

Вы не поняли!
В бАзу не потечет ток больше, чем ток коллектора/h21

Я ж не зря предлагал это посмотреть в РЕАЛЬНОМ МАКЕТЕ.
Про ток коллектора/h21 мы в бурсе тоже много слышали и твердо выучили наизусть.

[тау]

131959G , зависит от того, что понимать под "насыщением" .
Если даташитовский параметр, то возмите к примеру BU2508 , у него напряжение насыщения 5V при токе коллектора 4.5A и токе базы 1.1A.
Поставьте такой транзистор в схему с 5 вольтовым питанием и нагрузкой вэмиттере 0,5 Ома. И показывайте своему другу - мол вот , транзистор в насыщении, работает как будто в схеме с общим коллектором (ЭП) , и напряжение на базе даже не превышает напряжение питания .

[131959G]

Да тут мне читать и читать.
Спасибо.
Вот нарисовал схему мудренную.
Не пинайте сильно пожалуста (я недавно симуляторы осваиваю).
Надеюсь, что на рисунке видны показания приборов.
Вот транзистор В НАСЫЩЕНИИ на схеме (см. рис.) ?

131959G , зависит от того, что понимать под "насыщением" .

Интересная мысль.
Похоже сначала надо определиться ЧТО ЕСТЬ "НАСЫЩЕНИЕ" ( в смысле его отличительных признаков)???
В принципе меня это тоже волнует.

Сообщение отредактировал 131959G - Nov 27 2009, 19:50

Эскизы прикрепленных изображений

 

[GetSmart]

Потому что ток ток коллектора меньше тока эмиттера именно на ток базы. КПД здесь ни при чём.

Допустимым упрощением является приравнивание тока коллектора к току эмиттера. Причём даже в Хоровице-Хилле. И цепляться за эту мелочь можно только когда конструктивных аргументов просто нет

Похоже сначала надо определиться ЧТО ЕСТЬ "НАСЫЩЕНИЕ" ( в смысле его отличительных признаков)???

ИМХО резкое падение h21э при достижении некоторой разницы потенциалов между коллектором и эмиттером. У очень редких транзисторов оно определяется еденицами вольт. Но у большинства остальных транзисторов оно измеряется долями вольт, а при малых токах и сотыми долями вольта.

Вот нарисовал схему мудренную.
Не пинайте сильно пожалуста (я недавно симуляторы осваиваю).
Надеюсь, что на рисунке видны показания приборов.
Вот транзистор В НАСЫЩЕНИИ на схеме (см. рис.) ?

Насыщение (полноценное) будет когда ток базы будет меньше тока эмиттера и при этом потенциал базы будет выше потенциала коллектора (исключительные случаи с особыми транзисторами не рассматриваю).
И рисуйте схемы правильно, чтобы плюс питания был вверху схемы, а эмиттер смотрел вниз.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 27 2009, 20:07

[131959G]

GetSmart
ИМХО - понятно.
Вы считаете, что Вы дали определение режиму насыщения???
На рисунке транзистор в насыщении?????

Насыщение (полноценное) будет когда ток базы будет меньше тока эмиттера и при этом потенциал базы будет выше потенциала коллектора (исключительные случаи с особыми транзисторами не рассматриваю).

Понятно.
Вот я не могу добиться такого в схеме ЭМИТТЕРНОГО ПОВТОРИТЕЛЯ в Протеусе (возможно я что то не так в нем делаю).

Сообщение отредактировал 131959G - Nov 27 2009, 20:06

[GetSmart]

На рисунке транзистор в насыщении?????

На рисунке ток базы гораздо больше тока эмиттера, излишек которого утекает через коллектор (прямосмещённый). Если это и насыщение, то я бы назвал "перенасыщение". В принципе, похожий режим может быть и в ОЭ, когда излишек тока базы утекает в эмиттер. Чисто формально - это насыщение.

Понятно.
Вот я не могу добиться такого в схеме ЭМИТТЕРНОГО ПОВТОРИТЕЛЯ в Протеусе (возможно я что то не так в нем делаю).

Резистор 10 омный замените на 1000 ом и всего-то делов.

[131959G]

Самое интересное на рисунке (для меня), что ток в базу и ток в коллектор направлены НЕ на встречу друг другу.

Сообщение отредактировал 131959G - Nov 27 2009, 20:11

[GetSmart]

Самое интересное на рисунке (для меня), что ток в базу и ток в коллектор направлены НЕ на встречу друг другу.

Ничего странного в этом нет. Транзистор в такой ситуации уже не работает в режиме усиления. Формально, режим насыщения не обязывает к усилению тока. Можете транзистор земенить двумя независимыми диодами и получите в точности равное распределение токов. Коллектор в транзисторе нах-ся в прямосмещённом состоянии.

[тау]

наиболее внятно про насыщение написано в немецкой википедиии


Режимом насыщения они назвали ту рабочую точку , которая находится на восходящей ветви выходной (ausgang) характеристики . Выходное сопротивление к-э при этом значительно меньше чем на пологих участках характеристики.
А вот напряжение смещения коллекторно- базового перехода, не имеет фундаментального значения в этом вопросе. Хотя во многих учебниках так не считают .

[SM]

По определению - режим насыщения транзистора - это такой режим, когда оба перехода транзистора смещены в прямом направлении внешним напряжением, приложенным к базе. Такое в ОК возможно только при Uб > Uпит. И точка. Все остальное - это следствие физических процессов, протекающих из-за прямого смещения перехода КБ.

[GetSmart]

Режимом насыщения они назвали ту рабочую точку , которая находится на восходящей ветви выходной (ausgang) характеристики . Выходное сопротивление к-э при этом значительно меньше чем на пологих участках характеристики.

А чем это отличается от моего определения - резкое уменьшение h21э (бета) при уменьшении разницы потенциалов КЭ ?

[тау]

По определению - режим насыщения транзистора - это такой режим, когда оба перехода транзистора смещены в прямом направлении внешним напряжением, приложенным к базе...... И точка.

"В военное время косинус может достигать 2-х"(с)
возмите к примеру даташит на приличный транзистор 2SC3807 (Саньо) , оно характеризуется малым напряжением насыщения (см. рисунок)
обведенный оранжевым участок находится в области прямосмещенного Б-К перехода. Однако коэффициент передачи по току базы как был в районе 1000 так и остался при напряжении к-э 0,4...0,6V (и это напряжение меньше чем на переходе Б-Э, то есть потенциал базы выше потенциала коллектора). Грубо говоря - "переходы смещены" а насыщения нет.

А чем это отличается от моего определения - резкое уменьшение h21э (бета) при уменьшении разницы потенциалов КЭ ?

А Вы возмите какой нибудь транзистор с горбатой характеристикой H21e от Uce . Например какой-нить дарлингон. Считать ли резким снижением бэты когда она упала в 10 раз при снижении Uce ? а ведь насыщение еще не началось. Поэтому понятие "резкое уменьшение" - недостаточно полное, имхо.

Сообщение отредактировал тау - Nov 27 2009, 21:37

Эскизы прикрепленных изображений

 

[SM]

Грубо говоря - "переходы смещены" а насыщения нет.

Я конечно понимаю, что надо разжевать все с точностью то математических формул модели транзистора, чтобы тут не докапывались. Кому это очень интересно, пусть обратится к какой нибудь модели транзистора, достаточно точно описывающей его поведение, самостоятельно. Например к тем, которые используются в SPICE. Понятно, что есть переходный режим между активным и насыщением. Как и между отсечкой и активным. Где "ни то ни се". Точно также, как и для ухода в глубокое насыщение необходимо превышение прямого смещения перехода КБ какой-то величины, зависящей от технологии, геометрии и материала транзистора. Но это уже нюансы. А суть насыщения - режим работы транзистора при прямом смещении перехода КБ, и физические процессы, происходящие вследствие этого. Сама "переломная точка" характеристики при этом будет, разумеется, на каком-то определенном, но обязательно прямом, смещении.

[GetSmart]

Режимом насыщения они назвали ту рабочую точку , которая находится на восходящей ветви выходной (ausgang) характеристики . Выходное сопротивление к-э при этом значительно меньше чем на пологих участках характеристики.

Ну скорее всего выходное сопротивление не меньше, а больше. И судя по графикам оно относительно линейно в некотором диапазоне Uce от нуля. Но это сопротивление не факт, что связано с понятием насыщения. У полевиков JFET есть похожее свойство.

А Вы возмите какой нибудь транзистор с горбатой характеристикой H21e от Uce . Например какой-нить дарлингон. Считать ли резким снижением бэты когда она упала в 10 раз при снижении Uce ? а ведь насыщение еще не началось.

Кто сказал?!
Почему не считать?

Моё определение легче в понимании "процесса", чем график в немецкой википедии. По крайней мере в немецком я не шарю и кроме графика там всё равно ничего не пойму.
Кроме того, есть не только насыщение по напряжению, но и насыщение по току, которое опять же характеризуется снижением беты при превышении предельного тока транзистора.

[SM]

Даже дополню свое предыдущее высказывание, регионы работы транзистора вполне четко определены через напряжения 5*Nf*k*T/q и 5*Nr*k*T/q для Uбэ и Uбк соотв., где k постоянная Больцмана, T температура, q заряд электрона, Nf коэффициент эмиссии прямого тока (БЭ), Nr - обратного тока (БК).

соотв:
активный режим Uбэ > первого && Uбк <= второго.
инверсный режим Uбэ <= первого && Uбк > второго.
насыщение Uбэ > первого && Uбк > второго.
отсечка Uбэ <= первого && Uбк <= второго.

так вот - куда попали Uбэ и Uбк - таков и режим. А что там делает в это время бета и прочие параметры - никого уже не волнует. На самом деле бета (ни прямая, BF, ни обратная, BR) не меняется ни в каком режиме, а вот смена знака тока на диоде БК и его существенное повышение (по модели Гуммеля-Пуна) - серьезно меняет дело.

[Microwatt]

Можно спорить очень долго: где начало того конца которым кончается начало.
По-простому, считали всегда, что если напряжение на БЭ выше, чем на КЭ, то это уже насыщение.
Можно, конечно, еще уменьшить напряжение КЭ, но там уже очень большая нелинейность за счет быстрого уменьшения усиления по току.

[тау]

Я конечно понимаю, что надо разжевать все с точностью то математических формул модели транзистора, чтобы тут не докапывались. Кому это очень интересно, пусть обратится к какой нибудь модели транзистора, достаточно точно описывающей его поведение, самостоятельно. Например к тем, которые используются в SPICE. Понятно, что есть переходный режим между активным и насыщением.

"RC" - сопротивление тела коллектора, в спайс модели определяет наклон выходных характеристик в области насыщения
чиста по закону Ома. Сколько надо столько и поставят. Надо военным корректная спайс модель после спецфактора - увеличат RC во столько раз , сколько намеряют после испытаний. Бэтту уменьшат, токи смещения увеличат и т.д. Модель все стерпит.

...Точно также, как и для ухода в глубокое насыщение необходимо превышение прямого смещения перехода КБ какой-то величины, зависящей от технологии, геометрии и материала транзистора. Но это уже нюансы. А суть насыщения - режим работы транзистора при прямом смещении перехода КБ, и физические процессы, происходящие вследствие этого. Сама "переломная точка" характеристики при этом будет, разумеется, на каком-то определенном, но обязательно прямом, смещении.

Когда в ТУ записано значение 10Вольт насыщения на 2T839 после спецфактора (по памяти), при бэтта=2 , как-то о прямом смещении б-к перехода даже и недумается, чесслово. И переломная точка соответственно "съезжает".
Так что как раз не с научной а инженерской точки зрения, прямое смещение коллекторного перехода в насыщении - не факт. Хотя соглашусь вот в чем: Для большинства широкораспространенных биполярных транзисторов , ситуация с прямым смещением коллекторного перехода в насыщении имеет место быть.

[SM]

после спецфактора

А какой становится постоянная Больцмана по этим ТУ после "спецфактора". И какой заряд у электрона во время него?

[тау]

А какой становится постоянная Больцмана по этим ТУ

Придумайте что-нить себе смешное, про косинус я написал , оказывается мало...

[SM]

Придумайте что-нить себе смешное,

Вот именно. И я об этом же. В части вашего "RC". RC отнюдь не описывает наклон хар-ки в насыщении. RC описывает неидеальность, вызванную сопротивлением. Т.е. "паразита". А наклон и Эберс-Молл описывает без всяких там R вообще. Не говоря о Гуммеле-Пуне, который его расширение.

[GetSmart]

А Вы возмите какой нибудь транзистор с горбатой характеристикой H21e от Uce . Например какой-нить дарлингон. Считать ли резким снижением бэты когда она упала в 10 раз при снижении Uce ? а ведь насыщение еще не началось. Поэтому понятие "резкое уменьшение" - недостаточно полное, имхо.

По аналогии с диф.сопротивлением, лучше для определения насыщения использовать диф. бету, то бишь dIэ/dIб. Вот по ней будет конкретно видно вход в насыщение. Причём у дарлингтонов будет достаточно сложная (вероятно двухуровневая) функция насыщения, потому как обычно в них ставят резистор, шунтирующий базу нижнего транзистора. А у всех несоставных транзисторов будет очень чёткое падение диф. беты при входе в насыщение.

[Microwatt]

Вот именно. И я об этом же. .... А наклон и Эберс-Молл описывает без всяких там R вообще. Не говоря о Гуммеле-Пуне, который его расширение.

Вот не страшно вам всем имена такие, на ночь глядя, всуе ворошить....
Вы еще к строгой теории табуретки Бойля с Мариоттом в газовыделении, Джозефсона в части узкощелевых потоков и критику Конфуция в филейной части употребите.
Стартовая тема. ей-богу, не стоит таких углубленных споров.

[GetSmart]

Даже дополню свое предыдущее высказывание, регионы работы транзистора вполне четко определены через напряжения 5*Nf*k*T/q и 5*Nr*k*T/q для Uбэ и Uбк соотв., где k постоянная Больцмана, T температура, q заряд электрона, Nf коэффициент эмиссии прямого тока (БЭ), Nr - обратного тока (БК).
...

Откуда эти божественные знания?

[SM]

Откуда эти божественные знания?

Из расширенной модели Гуммеля-Пуна, которая применяется в родном берклевском SPICE. (А модели лучше, более точно показывающей процессы в транзисторе, я не знаю. Не считая всяких там 3D-сольверов по обсчету полей в объемных структурах) А без этих знаний - насышение просто когда Uбэ > Uкэ. И даже если его (насыщения) еще не видно на кривой, то оно уже началось. Просто не глубокое, а первые его влияния.

А вы чего к бэте привязались? И еще какую-то дифференциальную ввели? Возьмите Эберса-Молла, там все как на ладони понятно, что и откуда берется. И никаких дифференциальных бэт нету И вообще обе беты, прямая и обратная, они константы...

[GetSmart]

А вы чего к бэте привязались? И еще какую-то дифференциальную ввели? Возьмите Эберса-Молла, там все как на ладони понятно, что и откуда берется. И никаких дифференциальных бэт нету И вообще обе беты, прямая и обратная, они константы...

Прочитал главу про модель Эберса-Молла из книги Хоровица-Хилла. Не нашёл какого-либо определения о "регионах" работы транзистора. Там много каких формул есть, связанных с транзистором, но нет регионов. Кроме этого, я там нашёл кое-что связанное с диф.бетой. Это диф. сопротивление эмиттера (для малого сигнала). И именно она является аналогом моей диф.беты Вот именно диф.сопротивление резко падает в режиме насыщения транзистора, причём абсолютно любого транзистора.

Так что укажите конкретую литературу с чётким описанием "регионов" работы транзистора.

...Просто не глубокое, а первые его влияния.

Первые влияния у некоторых транзисторов могут появиться намного раньше.

[SM]

Прочитал главу про модель Эберса-Молла из книги Хоровица-Хилла.

У ХХ там обрезок от Эберса-Молла, где пренебрежено членом, отвечающим за насыщение . Т.е. If есть, а Ir - увы, покоцан. Вы полную модель смотрите.

Так что укажите конкретую литературу с чётким описанием "регионов" работы транзистора.

Конкренее некуда - я же сказал - берклевская модель биполярного транзитора.


Вот гуммель-пун http://virtual.cvut.cz/dynlabmodules/ihtml...ond/node48.html
И внимательно посмотрите If, Ir (токи через БЭ и КЭ) и как они влияют на IT - ток КЭ. А эберс-молл это обрезок от гуммеля-пуна в части выкидывания зарядовой части.

А для "тау", заодно, и где расположен RC. И ничего странного в том, что побывавший "там" транзистор имеет неодуплимую чисто резистивную составляющую перехода. Оттуда и кажущееся напряжение насыщения в 10 вольт. Хотя на самом деле оно сложено из 9.5 на RC+RE и 0.5 на Uкэ, и требование Uбэ>Uкэ выполнено.

[GetSmart]

Поискал ещё в той книжке. Там в приложении Ж есть описание (имхо на определение не тянет) насыщения. Там считается, что в режиме насыщения, когда потенциал коллектора ниже базового, часть тока базы просто отнимает прямосмещённый диод коллектор-база, то есть через этот диод ток базы "утекает" мимо базы, в виртуальный переход коллектор-эмиттер.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 28 2009, 01:20

[SM]

Там считается, что в режиме насыщения, когда потенциал коллектора ниже базового, часть тока базы просто отнимает прямосмещённый диод коллектор-база, то есть через этот диод ток базы "утекает" в виртуальный переход коллектор-эмиттер.

Вот это абсолютно правильное определение, правда немного криво сказанное. Он не только "утекает", но и вносит свой вклад в проводимость самого "виртуального перехода". Через обратную бэту (BR, Beta Reverse). Когда привычная нам бета - это прямая бэта, BF, Beta Forward. Обратите внимание, что в формулах, моделирующих транзистор, Vbe стоит на равне с Vbc. Да и физически коллектор от эмиттера мало чем отличается, кроме площади перехода.

[GetSmart]

Конкренее некуда - я же сказал - берклевская модель биполярного транзитора.

Тогда объясните почему некоторые (высоковольтные?) транзисторы не подчиняются этой модели и у них на рабочих (на любых?) токах в режиме насыщения потенциал коллектора никогда не опускается ниже базы, при том что бета значительно падает.

[SM]

Тогда объясните почему некоторые (высоковольтные?) транзисторы не подчиняются этой модели и у них на рабочих (на любых?) токах в режиме насыщения потенциал коллектора никогда не опускается ниже базы, при том что бета значительно падает.

Вы модель-то саму смотрели? В ее описании, я ссылку давал, там картинка такая, в начале... На схему похожая. На ней RC и RE есть - резистивная составляющая перехода, его неидеальность, "паразиты". Вот на них эти лишние вольты и падают. А условие что Vb'e' > Vc'e' (штрихи тоже взяты из модели, со схемы, и из формул) полностью при этом выполняется, и транзистор в насыщении. Так что подчиняются они этой модели, еще как подчиняются. А сопротивление (обычное омическое) существенное у переходов и появляются из-за высоковольтности - надо же сделать их непробиваемыми... А это без жертв не дается.
Кстати на малых токах, где влияние RC/RE не существенно, и у этих транзисторов Vce упадет ниже Vbe, никуда не денется, физику не обманешь. Можете тестером проверить... Если моделям не доверяете


-----
вдогонку... Советую задуматься, где и зачем диод Шоттки стоит в ТТЛШ-логике. И почему время выхода из насыщения значительно выше, чем из активного на грани насыщенного. Тогда вопрос про насыщение еще прояснится.

P.S. В общем модель она на то и модель, что наиболее близко к истине описывает происходящие процессы. В отличие от всяких надуманных дифференциальных бетов, сделаных лишь для упрощения рассчетов, но уводящих в сторону от реальных процессов.

[GetSmart]

вдогонку... Советую задуматься, где и зачем диод Шоттки стоит в ТТЛШ-логике. И почему время выхода из насыщения значительно выше, чем из активного на грани насыщенного. Тогда вопрос про насыщение еще прояснится.

Шунтирует переход БК. Ну и что? Формально он не мешает насыщению, он мешает глубокому насыщению. Я только мельком слышал о физике этого процесса, знаю что это связано с рассасыванием заряда базы. Но на практике столкнулся (немного изучал) это свойство "изобретая" относительно быстродействующий 24В push-pull на КТ961/КТ9180. В той схеме база биполярного транзистора была похожа на затвор полевика, именно в те короткие моменты резкого переключения. То есть ёмкость приходилось выкачивать приличную. Причём откуда там берётся эта ёмкость я так и не понял. Но она наверное на порядок больше обычной ёмкости коллектора и эмиттера когда он в линейном режиме. Когда я слишком быстро выкачивыал заряд базы (с помощью эмит.повт.) некоторые ключевые транзисторы умирали только из-за этого, причём нагрузка в коллекторе была намного ниже предельной.

P.S. В общем модель она на то и модель, что наиболее близко к истине описывает происходящие процессы. В отличие от всяких надуманных дифференциальных бетов, сделаных лишь для упрощения рассчетов, но уводящих в сторону от реальных процессов.

А мне казалось для упрощения понимания свойств схемы. Ну будет перед носом лежать формула Эберса-Молла или ещё какая-либо. Да хоть ВАХ транзистора. По ней совсем неочевидны свойства падения беты. А бета является основой в расчётах схемы. Кроме того, модели есть у малой доли транзисторов, то бишь для большинства остальных совершенно непонятно как они себя поведут в схеме. И под конец - физически потенциал коллектора высоковольтного транзистора в режиме насыщения может быть больше потенциала базы, по каким причинам - допустим ясно, но всё равно больше, и определение, завязанное на потенциалах на выводах транзистора - недостаточно чёткое.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 28 2009, 02:20

[domowoj]

В бАзу не потечет ток больше, чем ток коллектора/h21

А это и вообще неверно.

А как вам вот такая простенькая схема, где ток базы ничем не ограничен
и зависит только от тока коллектора(эмиттера).

Эскизы прикрепленных изображений

 

[131959G]

Прочитал всю тему уже два раза.
Пока понял только вот это:

И рисуйте схемы правильно, чтобы плюс питания был вверху схемы, а эмиттер смотрел вниз.

Первый раз со мной такое.
Нарисовал ЭМИТТЕР ВВЕРХ и сразу (больноблин).
Больше не буду.

[SM]

где ток базы ничем не ограничен

Ошибаетесь. Переход КЭ, открываясь, шунтирует переход БЭ, пытаясь закрыть транзистор и ограничивая ток базы. Диодное включение называется, транзистор пожизненно в активном режиме. Итого в базу течет всегда лишь Ik/h21э, и I = Ik + Ik/h21э, ток базы ограничен... Тепловым пробоем транзистора.

Причём откуда там берётся эта ёмкость я так и не понял.

Это не сколько емкость, это восстановление открытого перехода БК, как восстановление любого диода. (Даже если напряжение снаружи на коллекторе больше, чем на базе, внутри все равно переход БК открыт в прямом направлении, именно переход, а не само "тело" коллектора, которое не переход, а тупое R n-типа (или p)) А если вспомнить площади переходов БЭ и БК... Тогда станет понятно, почему это восстановление гораздо тяжелее, чем восстановление одного открытого БЭ.

По ней совсем неочевидны свойства падения беты. А бета является основой в расчётах схемы.

Вот мне вообще непонятно, на кой при рассчете насыщения бета (вот в этом "падающем с насыщением" понимании) вообще? Если в насышение транзистор априори попадает лишь тогда (ОК от автора темы в расчет не берем), когда источник в коллекторе физически не может обеспечить достаточно тока для выхода на линейный режим? Просто для оценки необходимого тока, который вдуть в базу, чтобы глубоко насытить? Но это не сложнее рассчитывается из формул модели, но гораздо точнее.

[131959G]

Если в насышение транзистор априори попадает лишь тогда, когда источник в коллекторе физически не может обеспечить достаточно тока для выхода на линейный режим? Просто для оценки необходимого тока, который вдуть в базу, чтобы глубоко насытить?

SM
Спасибо.
Эти два вопроса (во всяком случае мне так кажется) ближе всего к моему пониманию режима насыщения транзистора.
Вот только эту идею возможно ли "привязать" к схеме с общей базой?
Это конечно к теме не относится, но все же - как Вы думаете (я про общую базу)?

Сообщение отредактировал 131959G - Nov 28 2009, 11:09

[SM]

Вот только эту идею возможно ли "привязать" к схеме с общей базой?

Еще как можно - это используется в трансляторах уровней на каскадах с общей базой. При этом входной сигнал подается на эмиттер (допустим лог. уровни 1.8 вольта), на базу - порог срабатывания+0.6вольт, а коллектор - к + питания выхода через резистор. Итого - когда на входе (эмиттере) 0 вольт, то транзистор глубоко насыщен, на выходе тоже околоноль вольт. Когда на входе 1.8 - транзистор закрыт - на выходе хоть 100 вольт, сколько там на коллектор подано.

ближе всего к моему пониманию режима насыщения транзистора.

Это один из вариантов того, как транзистор оказывается в насыщении. Другой - вам уже приводили, с вашим же ОК, когда напряг на базе превышает VCC.

[GetSmart]

Ошибаетесь. Переход КЭ, открываясь, шунтирует переход БЭ, пытаясь закрыть транзистор и ограничивая ток базы. Диодное включение называется, транзистор пожизненно в активном режиме. Итого в базу течет всегда лишь Ik/h21э, и I = Ik + Ik/h21э, ток базы ограничен... Тепловым пробоем транзистора.

Там речь шла о том, что снаружи ток базы не ограничен. И транзистор из базы берёт при этом ровно столько, сколько ей нужно по-минимуму, то есть бету. В ОЭ база возьмёт столько, сколько "вкачают".

Это не сколько емкость, это восстановление открытого перехода БК, как восстановление любого диода.

То бишь если я возьму диод, "открою" его током например 0.5А и попытаюсь закрыть с помощью эмиттерного повторителя, то в (короткий) момент закрывания у меня через повторитель потечёт ток значительно выше 0.5А, грубо говоря несколько ампер, только из-за того, что переход диода превратился в ёмкость и успел накопить заряд?

[131959G]

Спасибо ВСЕМ кто ответил в теме.
Ноги у темы выросли вот отсюда:
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=...mp;#entry573949
Думаю, что все получилось достаточно пристойно и польза от посещения этого ресурса будет для всех.
Приглашаю и ВАС Разработчики на Паяльник.
С уважением!!!
Гена.

[domowoj]

на базу - порог срабатывания+0.6вольт, а коллектор - к + питания выхода через резистор.

0,6 вольт на базу???,
маловато будет.
Вы не учитываете уровень входного лог. 0, обычно берут середину ворот 0,8...2,4В.

[SM]

Вы не учитываете уровень входного лог. 0, обычно берут середину ворот 0,8...2,4В.

А Вы читать не умеете. "порог срабатывания+0.6вольт" это не равно 0.6 вольт, если порог срабатывания не нулевой. И вообще, я приводил в пример 1.8-вольтовую логику, там порог аккурат 0.9 вольт. Значит на базу - 0.9+0.6=1.5. А Вы откуда-то про ТТЛ придумали. Типа "чукча писатель".

0.5А и попытаюсь закрыть

В общем, чем бы Вы там его (диод) закрывать не пытались, придется "рассосать" заряд Qrr, прежде чем он закроется. И он, естественно, будет рассасываться в виде броска тока. Применительно к базе транзистора - рассосать Qrr только с БЭ, или с БЭ+БК - две большие разницы. А шоттка - она восстанавливается как обычная емкость, в том одно из отличий от классических диодов.

[GetSmart]

Вопрос к знающим:
Если транзистор расчитан на предельный ток 3А например, то этот ток можно "гонять" только через виртуальный переход КЭ или через БК в прямом смещении тоже? Обычно у транзистора регламентируетсяпредельный ток базы, но если более точно разобраться - куда он относится - к току БЭ или к любому току базы?

[SM]

к любому току базы?

К любому.
А по логике - допустимый ток через БК должен быть больше, чем через БЭ и через КЭ (которые, опять же по той же логике одинаковы и определяются переходом БЭ), так как переход БК имеет большую площадь, чем БЭ. Но сейчас технологий столько, что там черт ногу сломит... Мало ли что у кого понапридумано... Ну и плюс - что чем разварено и какая площадь контакта - это дополнительное ограничение на ток базы, актуальное для мощных девайсов.

[GetSmart]

К любому.

Это я к тому, что получается ток разряда базы тоже необходимо ограничивать, чтобы транзистор не помер. Я прав? Хотя формально процесс разряда не влияет на (не увеличивает) прямой ток БЭ.

[SM]

Это я к тому, что получается ток разряда базы тоже необходимо ограничивать, чтобы транзистор не помер. Я прав? Хотя формально процесс разряда не влияет на (не увеличивает) прямой ток БЭ.

Прямой ток БЭ он не только формально, а и натурально не увеличивает, потому, что там и в том направлении не течет. А вот через проволочку разварки - течет. Через контакт к кристаллу - течет. Ограничивать, может, и не надо, а может надо, т.е. просчитать его стоит, не превысит ли он допустимый импульсный базы. Кстати туда еще и ток через пакость Миллера не забыть добавить, тоже "неплохая прибавка к пенсии". Т.е. при закрытии из насыщения - сначала восстановление Qrr БК, а только потом рост Uк и миллер.

[domowoj]

SM
Про "чукчу"! Ай-яй-яй.
Не по взрослому как-то.

[тау]

Вот именно. И я об этом же. В части вашего "RC". RC отнюдь не описывает наклон хар-ки в насыщении. RC описывает неидеальность, вызванную сопротивлением. Т.е. "паразита". А наклон и Эберс-Молл описывает без всяких там R вообще. Не говоря о Гуммеле-Пуне, который его расширение.

SM,
RC не мое , а из модели , из которой Вы черпаете знания.
Подумайте над картинками.

Ps/ насыщение для инженера это не то что "внутри" модели, а то что снаружи на выводах транзистора в схеме. Можете не соглашаться , имеете полное право.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[GetSmart]

Думаю, что все получилось достаточно пристойно и польза от посещения этого ресурса будет для всех.
--------
Тема там сразу улетела к начинающим smile.gif , хотя я ее разместил в "серьезном отсеке " первоначально.
Но это не главное.
Главное, что скорее всего я уберу "НЕ МОЖЕТ" и напишу "МОЖЕТ".

Всё таки в большинстве (>90%) схем с ОК - не может. И только когда схема намеренно проектируется с режимом насыщения, то тогда ессно может.
Кстати, раньше была распостранена схема УМ УНЧ (даже в Хоровице-Хилле есть) со следящей связью (электролитом), которая имея на выходе два комплементарных эмиттерных повторителя (пуш-пулл) может входить в насыщение. Точнее верхний эмиттерный повторитель может.

Это не сколько емкость, это восстановление открытого перехода БК, как восстановление любого диода. ... А если вспомнить площади переходов БЭ и БК... Тогда станет понятно, почему это восстановление гораздо тяжелее, чем восстановление одного открытого БЭ.

Если это так, то это легко проверить. Достаточно взять тот же транзистор, замкнуть БЭ и через получившийся диод пустить рабочий ток. Ёмкость этого диода в момент выключения должна быть равна (или около того) когда я разряжаю базу (этого же) насыщенного транзистора в схеме с ОЭ. То есть тот же эксперимент, что и пару постов назад с диодом. Но так можно точно определить связан ли эффект с площадью перехода коллектора.

[SM]

Ps/ насыщение для инженера это не то что "внутри" модели, а то что снаружи на выводах транзистора в схеме. Можете не соглашаться , имеете полное право.

Соглашусь лишь частично. Для инженера-цифровика - да - насыщение это то, что он видит тестером на выводах. Типа повышаем ток в базу, а ток коллектора уже не растет. Если такой инженер доволен знаниями о транзисторе на этом уровне - да и пусть. Мне не жалко. А для инженера-микроэлектронщика - это комплексный процесс, в который вовлечены все части транзистора. Переходы со своей физикой, p- и n-области вне переходов со своей, и вся эта физика описывается своей математикой. Наиболее точно и реально физике происходящего соответствует та самая модель, которую я привел (знаете модель точнее, не считая упомянутых 3D-солверов, расскажите всем нам, и средства моделирования перейдут на другой уровень, а Вы будете счастливо жить на отчислениях за использование этой чудесной модели). Так вот - необходимым и достаточным условием насыщения является прямой ток через переход БК (и не надо то, что на самом переходе мешать с разностью потенциалов снаружи на выводах - контакты очень далеки от перехода, их потенциалы обуславливаются тем, что на переходе + сопротивлением области от перехода до контакта, а она, поверьте, не мала, ее глубина куда больше, чем собственно перехода, сопротивлением контакта, проволочки, а в динамике еще и пачкой других, индуктивных и емкостных паразитов), который открывает этот переход и обуславливает в т.ч. тот самый лишний заряд, который затрудняет закрытие насыщенного транзистора. И прочие вещи, необъяснимые моделью "ящика с дифференциальной бетой и графиками характеристик", однако нередко приводящие к эффектным пиротехническим эффектам непонятного для такого инженера происхождения.

RC не мое , а из модели , из которой Вы черпаете знания.

Называйте, пожалуйста, вещи своими именами. Я черпаю знания из физического устройства транзистора как комбинации различных материалов. А модель - лишь достаточно точное и наглядное его описание.

Если это так, то это легко проверить.

Можно еще легче проверить - просто взять и замерить оба "диода" БК и БЭ отдельно как классические диоды на предмет их Qrr. Т.е. сначала БЭ с висящим К, потом БК с висящим Э. Только вот непонятно, кому и зачем все это надо, если все это можно подчерпнуть из документации (моделей) транзисторов.

[тау]

Соглашусь лишь частично. Для инженера-цифровика - да - насыщение это то, что он видит тестером на выводах. Типа повышаем ток в базу, а ток коллектора уже не растет. Если такой инженер доволен знаниями о транзисторе на этом уровне - да и пусть. Мне не жалко. А для инженера-микроэлектронщика - это комплексный процесс...

Для более полного понимания , находится ли транзистор в насыщении, Вы предлагаете препарировать транзистор и мерять напругу прямо на p-n переходах унутре кристалла. Ясно, вопросов больше не имею.

[domowoj]

Для инженера-разработчика не нужно лезть в дебри,
пусть этим занимаются микроэлектронщики (еще оказывается остались такие, не всех разогнали)
хотя и наша(Советская) на 99% цельнотянутая, передранная.

[тау]

Называйте, пожалуйста, вещи своими именами. Я черпаю знания из физического устройства транзистора как комбинации различных материалов. А модель - лишь достаточно точное и наглядное его описание.

Откуда эти божественные знания?

Из расширенной модели Гуммеля-Пуна, которая применяется в родном берклевском SPICE. (А модели лучше, более точно показывающей процессы в транзисторе, я не знаю. Не считая всяких там 3D-сольверов по обсчету полей в объемных структурах) А без этих знаний - насышение просто когда Uбэ > Uкэ. ....

своими именами и называл , кажется.

[SM]

Для GetSmart - у транзисторов в даташите есть такой параметр специальный - "Storage Time" Tstg. Для определенных режимов - как транзистор был открыт и чем его закрывают. Вот из него заряд перехода КБ на раз на калькуляторе вычисляется.

When a BJT is in saturation, both BE and BC junctions are forward biased and conducting. As such, an excess minority charge is stored in the base. For the transistor to leave saturation and enter active-linear (BC junction to become reversed biased), this excess charge must be removed. The time required for the removal of excess charge determines the storage time, Tstg

Так что можете вообще ничего не мерять и не симулировать. Просто открыть доку на транзюк и вычислить.

Для более полного понимания , находится ли транзистор в насыщении, Вы предлагаете препарировать транзистор

Вообще-то я не видел вопроса "как при помощи тестера обнаружить, находится ли транзистор в насыщении", и, соответственно, на него не отвечал. Я отвечал на вопрос "что такое насыщение, каков его физический смысл и свойства".

своими именами и называл , кажется.

А Вы обратили внимание, что эта ссылка на модель была к одной конкретной формуле, а не ко вему принципиальному вопросу?

Для инженера-разработчика не нужно лезть в дебри,

Это не нужно, пока разработки не начнут взрываться по непонятным причинам, которые такие не лезущие разработчики потом начинают устранять танцами с бубном.

[GetSmart]

Только вот непонятно, кому и зачем все это надо, если все это можно подчерпнуть из документации (моделей) транзисторов.

Во-первых моделей нету. Во-вторых в документации есть только простая ёмкость коллектора и ёмкость эмиттера на уровне десятков (может сотня) пф, которую можно легко измерить "напрямую". Откуда там появляется нанофарадная ёмкость я не понимаю, причём эта ёмкость не связана с эффектом миллера, т.к. в тот момент напруга на коллекторе почти не меняется.

[SM]

Я выше дополнил про Tstg и его происхождение.

[GetSmart]

Хотя щас в справочнике посмотрел про измерение ёмкостей. Те ёмкости, которые указываются в справочниках измеряются при обратносмещённых переходах. Ёмкость прямосмещённых переходов вообще в советских справочниках не указывалась.

у транзисторов в даташите есть такой параметр специальный - "Storage Time" Tstg. Для определенных режимов - как транзистор был открыт и чем его закрывают. Вот из него заряд перехода КБ на раз на калькуляторе вычисляется.

А можно пример расчёта для любого импортного транзистора?

The time required for the removal of excess charge determines the storage time, Tstg

А разве время рассасывания не связано с током разряда? Тогда зачем указывать время, если изменив ток разряда оно может очень измениться?

[SM]

А можно пример расчёта для любого импортного транзистора?
А разве время рассасывания не связано с током разряда? Тогда зачем указывать время, если изменив ток разряда оно может очень измениться?

Да пожалуйста - http://www.fairchildsemi.com/ds/FJ%2FFJAF6810.pdf

Tstg = 3 uS
при
VCC=200V, IC=6A, RL=33Ω, IB1=1.2A, IB2= - 2.4A

Т.е. если данный транзистор подключить коллектором через 33 ома к 200 вольт, открыть его током в базу 1.2А, а потом закрывать током -2.4А, то заряд с перехода БК будет рассасываться в течение 3 микросекунд, т.е. его там (учитывая что такое заряд и что такое ток) ажно целых 7200 нКл. Разумеется, если закрывать другим током, то этот заряд будет рассасываться другое время. И только потом пойдет разряд емкостей, включая и БЭ.

[тау]

А разве время рассасывания не связано с током разряда? Тогда зачем указывать время, если изменив ток разряда оно может очень измениться?

Указывают для ориентировки и только. Сколько примерно будет при данных условиях насыщения (температура, ток коллектора, ток базы прямой) и условиях разряда (ток коллектора и обратный ток базового вывода)
Время рассасывания нелинейно зависит от тока разряда базы . При нулевом токе базы время рассасывания не будет бесконечным и будет сильно зависеть от тока коллектора в этот момент. Но также и при нулевом токе базы и нулевом токе коллектора рассасывание также произойдет через некоторое время. В практических схемах кроме тока разряда базы еще очень существенную роль играет траектория тока разряда базы во времени. При неоптимальной траектории тока разряда базы (например очень резким и большим током или очень малым током ) после выхода из насыщения медленный спад тока коллектора в динамическом переходном процессе может вызывать большие потери на нагрев (для мощных биполярных транзисторов).

[GetSmart]

В практических схемах кроме тока разряда базы еще очень существенную роль играет траектория тока разряда базы во времени. При неоптимальной траектории тока разряда базы (например очень резким и большим током или очень малым током ) после выхода из насыщения медленный спад тока коллектора в динамическом переходном процессе может вызывать большие потери на нагрев (для мощных биполярных транзисторов).

Допустим есть ключевой каскад. Какую такую существенную (неоптимальную?) роль может сыграть очень резкий/большой ток разряда базы? Например в схеме на картинке. То есть максимально быстрый разряд базы до нуля, когда эффект миллера полностью нейтрализуется.

SM, в моделях есть такое свойство как токовое насыщение?

131959G, в схеме на картинке первый каскад с ОК и он тоже входит в глубокое насыщение, как и второй каскад с ОЭ. Собственно, каскады по очереди меняются насыщениями

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 28 2009, 20:28

Эскизы прикрепленных изображений

 

[тау]

Какую такую существенную (неоптимальную?) роль может сыграть очень резкий/большой ток разряда базы? Например в схеме на картинке. То есть максимально быстрый разряд базы до нуля, когда эффект миллера полностью нейтрализуется.

неоптимальность мощного ключа будет выражена в медленной скорости спада тока коллектора , когда напряжение на коллекторе начнет расти. Если у Вас с динамическими потерями в этой схеме все нормально, то пускай будет так как нарисовано . Но есть "плохие " высоковольтные транзисторы, у которых время спада тока коллектора 0,6...1,5 мкс, напряжение на коллекторе поднялось например до нескольких сотен вольт , а ток еще составляет амперы (допустим в насыщении было 10А) . Если Вам надо в этой схеме снижать динамические потери, то управление вторым транзистором потребуется переделать.
То что Вы говорите о разряде: "быстрый разряд базы до нуля" то это не совсем точное описание процесса. Предположим, потенциал Вы сравняли с эмиттером, но заряд еще не исчез в объеме кристалла (про микрофарады SM расчет показывал).
Про полную нейтрализацию эффекта Миллера тоже говорить нельзя в этой схеме. Заряд Миллера в этой схеме по-любому пройдет через первый транзистор , после выхода из насыщения второго транзистора. Миллер нейтрализуется в схеме с общей базой, когда заряд миллеровской емкости уйдет в цепь земли минуя цепь управления, подключенную в эмиттер.

[GetSmart]

неоптимальность мощного ключа будет выражена в медленной скорости спада тока коллектора , когда напряжение на коллекторе начнет расти.
...
Если Вам надо в этой схеме снижать динамические потери, то управление вторым транзистором потребуется переделать.

Это ещё почему? Или по сравнению с чем? По сути, в схеме сделано всё, чтобы скорость спада тока (нарастания U на коллекторе) была максимальной. Что не так, или что и как ещё можно улучшить?

То что Вы говорите о разряде: "быстрый разряд базы до нуля" то это не совсем точное описание процесса. Предположим, потенциал Вы сравняли с эмиттером, но заряд еще не исчез в объеме кристалла (про микрофарады SM расчет показывал).

То, что он не исчез внутри - это неизбежность. ИМХО формально "снаружи" я сделал всё для того, чтобы заряд исчез максимально быстро. Опять же невидя альтернативы (которой я не знаю) утверждать на 100% рано.

Про полную нейтрализацию эффекта Миллера тоже говорить нельзя в этой схеме. Заряд Миллера в этой схеме по-любому пройдет через первый транзистор , после выхода из насыщения второго транзистора. Миллер нейтрализуется в схеме с общей базой, когда заряд миллеровской емкости уйдет в цепь земли минуя цепь управления, подключенную в эмиттер.

При полном выводе базы из режима проводимости не может быть эффекта Миллера. Причём в ОБ для высокопольтных транзисторов (у которых большие внутренние R) эффект Миллера будет аналогичным как в моей схеме, т.к. ёмкость коллектора будет влиять на переход БЭ напрямую, а уж потом через относительно высокое сопротивление базы уходить в питание/землю. То, что в моей схеме эффект Миллера второго каскада (ОЭ) будет влиять на ток в первом каскаде я и не спорю, но на скорость переключения ОЭ это не повлияет. Для высоковольтных транзисторов было бы уместно смещать базу вообще в отрицательную область. Припоминаю, видел схему ЗУСЦТ телевизоров и там чиста электролитом загоняли в базу минусовое напряжение.

[тау]

Это ещё почему? Или по сравнению с чем? По сути, в схеме сделано всё, чтобы скорость спада тока (нарастания U на коллекторе) была максимальной. Что не так, или что и как ещё можно улучшить?

По сравнению с тем , когда запирают высоковольтный транзистор через индуктивность , подключенную к источнику -4...-5 V . Величина этой индуктивности определяет скорость dI/dt изменения тока базы с + на - и рост запирающего тока в "-".
Существует такое значение индуктивности , при котором "Turn-off fall time" будет минимально возможным ( но при этом время рассасывания не будет минимальным !) . После окончательного запирания требуется погасить эдс самоиндукции этой индуктивности , чтобы она не вызвала пробой б-э перехода обратным напряжением и также не вызвала ложного включения транзистора вторым полупериодом. Если сделать Tfall очень маленьким, то потери возрастут в статике во время рассасывания (начнется небольшое повышение Uкэ перед выключением). Искать компромисс ... Иногда в даташитах уже рекомендкется некоторый набор типа (ICmax = 4.0 A; IB(end) = 0.9 A; LB = 6 uH; -VBB = 4 V; (-dIB/dt = 0.6 A/ms)
(А оно Вам нужно ?, может Mosfet проще будет?, если дело до киловольта) .

Припоминаю, видел схему ЗУСЦТ телевизоров и там чиста электролитом загоняли в базу минусовое напряжение.

Это было давно и очень плохо сказывалось на надежности тех блоков питания, где стоял такой электролит в базе 100х63 . Он от непосильной работы часто высыхал . Сегодня в самых дешевых китайских БП электролит в базу не ставят. Силовой биполяр что-то типа 1710 а базу разряжают на выключение транзистором 2SC3807 по схеме ОЭ. Это тоже плохо, частые отказы а горит дотла.

[GetSmart]

т.е. его там (учитывая что такое заряд и что такое ток) ажно целых 7200 нКл.

Попробовл пересчитать этот заряд в ёмкость. Если взять 0.6 вольт на базе, то эквивалентная ёмкость аж 12 мкф! Это же на несколько порядков круче чем у полевиков. Наример у IRF740 и IRLR2905 (который на 40А) всего 30-40 нКл заряд затвора.

(А оно Вам нужно ?, может Mosfet проще будет?, если дело до киловольта)

Дело (схема) на уровне 24В на выходе и 3.3V управляющее, и транзисторы все с низким внутренним сопротивлением. Вобщем понятно, для высоковольтных схем можно придумать более замороченную схему. Но в моих условиях она никак не ускорит выходной транзистор, будет только черезмерно сложная.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 28 2009, 23:36

[Microwatt]

Так, от простого эмиттерного повторителя пошло, пошло, поехало....
Когда ж уже схема и модель коллайдера с черной дырой будет? )

[SM]

SM, в моделях есть такое свойство как токовое насыщение?

Такого понятия нету, как токовое насыщение. Насыщение - оно просто насыщение. Но я надеюсь понял что Вы спрашиваете, т.е. учитывает ли модель восстановление переходов БЭ и БК как диодов.
Зависит от кол-ва заданных параметров. А дальше спайс сам выбирает модель для использования (эберс-молл или гуммель-пун, первый не учитывает заряды областей, второй учитывает, кстати, второе название гуммеля-пуна - интегральная зарядовая модель). Для большинства моделей, поставляемых производителями, учет этого есть.

всего 30-40 нКл заряд затвора.

Ну я и выбрал нечто первое попавшееся, не выискивая наилучший экземпляр с этими параметрами....

[GetSmart]

Такого понятия нету, как токовое насыщение. Насыщение - оно просто насыщение. Но я надеюсь понял что Вы спрашиваете, т.е. учитывает ли модель восстановление переходов БЭ и БК как диодов.

Не, не это. Возьмите транзюк, допустим КТ3102 и померьте бету при 10 мА в эмиттере. Потом бету при 100, 200, 300 и т.д. Для больших токов ессно в импульсном режиме (десятки мс в импульсе), чтобы транзистор не нагревался. Так вот, при одинаковых напряжениях на КЭ и длительности импульса у транзистора резко будет падать бета при переходе некоторой границы. Для КТ315 это около заявленных 100 мА. Он же никогда не выдаст 1А даже если в базу вдуть 100мА. Ессно всё из-за ограниченной площади переходов. Но аналогия с признаками обычного насыщения была хорошая, до введения модели эберса-молла и гуммель-пуна

Ну я и выбрал нечто первое попавшееся, не выискивая наилучший экземпляр с этими параметрами....

Меня больше интересует среднестатистические показатели, например у одинаковых по рабочему току/частоте/пр. параметрам полевиков и биполяров. Ну то есть у кого ток больше нужно перекачивать из базы/затвора в режиме насыщения.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 29 2009, 07:37

[SM]

Так вот, при одинаковых напряжениях на КЭ и длительности импульса у транзистора резко будет падать бета при переходе некоторой границы. Ессно из-за ограниченной площади переходов.

У классических параметрических моделей - не в курсе, не интересовался и не нарывался. По идее должно. Проверьте сами. У геометрических моделей, заданных периметрами и площадями переходов - моделируется, я случайно нарывался на это, не подумав нарисовав слишком маленькие биполяры при разработке ИМС.

у кого ток больше нужно перекачивать из базы/затвора в режиме насыщения.

Вообще не очень корректное сравнение. Если биполяр не обязательно вгонять в насыщение по самое нехочу, то полевик как не крути, надо открыть до требуемого Rdson.

[131959G]

131959G, в схеме на картинке первый каскад с ОК и он тоже входит в глубокое насыщение, как и второй каскад с ОЭ.

GetSmart
Добавьте к картинке ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ (ПИТАНИЕ), НАГРУЗКУ, источник собственно входного сигнала и значения R и С.
Ну или как минимум замените все перечисленное (кроме R и C) какими нибудь "заменителями".
В принципе идея схемы понятна.

[GetSmart]

По идее должно. Проверьте сами.

Ессно я проверял, поэтому и говорю.

GetSmart
Добавьте к картинке ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ (ПИТАНИЕ), НАГРУЗКУ, источник собственно входного сигнала и значения R и С.

А зачем? Симулировать будете?
Чтобы понять как схема работает совсем не нужно ничего лишнего. Всё лишнее я убрал. На входе TTL 3.3V, на выходе в коллекторе любая нагрузка. Питания там не нужно совсем Питание берётся от управляющего сигнала.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 29 2009, 08:05

[131959G]

А зачем?

Для поддержания темы.

Симулировать будете?

Нет не буду.

Питания там не нужно совсем smile.gif

Интересная мысль.

На входе TTL 3.3V,

И какой ток Вы берете от логической "1" ТТЛ ?

[GetSmart]

И какой ток Вы берете от логической "1" ТТЛ ?

Зависит от выходного транзистора. я работал с КТ9180/КТ9181, у которых на токах коллектора 1.5А бета более 200. Причём он не составной. Включался/выключался примерно за 150 нс. Потребление по входу - постоянный средний ток 10 мА, а вместе с динамическим ~15. Но учитывая скважность будет меньше. Да и вообще, схему легко модифицировать для работы от едениц мА введением ещё одного э.повторителя, но тогда уже питание потребуется хотя бы 3.3В.

И схема реальная была сложнее. Это так, огрызок я нарисовал, достаточно интересный по теме топика.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 29 2009, 09:14

[131959G]

достаточно интересный по теме топика.

Может быть.
Вот только, если растянуть время, то промежутка, на котором первый транзистор будет работать ЭМИТТЕРНЫМ повторителем я например пока не вижу.
Вот "огрызок" что на рисунке вижу.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[GetSmart]

Вот только, если растянуть время, то промежутка, на котором первый транзистор будет работать ЭМИТТЕРНЫМ повторителем я например пока не вижу.
Вот "огрызок" что на рисунке вижу.

Не знаю что на этом рисунке и где там вход.

На моём же рисунке первый каскад работает в моменты перезаряда конденсатора, который там в районе сотен пф. И эта малая ёмкость способна быстро разряжать десятки нанофарад (!) базовой ёмкости второго каскада именно благодаря псевдоусилению ёмкости эмиттерным повторителем.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 29 2009, 10:13

[131959G]

Не знаю что на этом рисунке и где там вход.

Это Ваш рисунок, только я эмиттер транзистора нарисовал вниз.
Добавил конденсатор который Вы разряжаете (он справа на рисунке) и резистор (это "паразит" (как тут говорят) во внутри транзистора (конденсатор справа тоже "паразит")) и добавил еще один резистор иммитирующий выход ТТЛ.
На рисунке время сразу после появления логического "0" ны выходе ТТЛ.

P.S.
Для общего развития:
А что Вы называете псевдоусилением емкости?

Сообщение отредактировал 131959G - Nov 29 2009, 11:08

[GetSmart]

Это Ваш рисунок, только я эмиттер транзистора нарисовал вниз.
Добавил конденсатор который Вы разряжаете (он справа на рисунке) и резистор (это "паразит" (как тут говорят) во внутри транзистора (конденсатор справа тоже "паразит")) и добавил еще один резистор иммитирующий выход ТТЛ.
На рисунке время сразу после появления логического "0" ны выходе ТТЛ.

Это не мой рисунок. Если я правильно понял это должен быть первый каскад. Но у меня первый каскад - ОК, а здесь ОЭ. А эмиттер нужно рисовать вниз N-канального (NPN) транзистора. Для P-канального (PNP) наоборот. Но в обоих случаях стрелка эмиттера показывает либо вниз, либо влево или вправо, но не вверх. Да ещё и плюс на правой ёмкости (базы?) перепутан. На левой ёмкости плюс нафик не нужен, там всего сотни-тысячи пф могут быть, причём тут электролит? И из-за перевёрнутого транзистора непонятно что внизу схемы - плюс или минус. Нельзя же так каверкать схему

А что Вы называете псевдоусилением емкости?

Свойства ёмкостного делителя знаете? Когда dU на конденсаторе обратно пропорциональна его ёмкости. Так вот, здесь dU будет ещё меньше в бету раз (от эмиттерного повторителя), то есть можно уменьшить конденсатор в бету раз и его dU останется прежним. А уменьшив конденсатор одновременно уменьшится и динамический ток от входа. Другими словами, при разряде ёмкости базы динамический ток от входа уменьшается в бету раз благодаря эмиттерному повторителю в первом каскаде.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 29 2009, 11:44

[131959G]

Это не мой рисунок.

См. рис. прикрепл..
P.S.

На левой ёмкости плюс нафик не нужен, там всего сотни-тысячи пф могут быть, причём тут электролит?

Плюсы указывают НА НАПРЯЖЕНИЕ НА "ПЛАСТИНЕ" КОНДЕНСАТОРА ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГОЙ "ПЛАСТИНЫ", а не на тип конденсатора.
Извиняюся, я наверное плохой художник.

Сообщение отредактировал 131959G - Nov 29 2009, 12:53

Эскизы прикрепленных изображений

 

[SM]

2 GetSmart - да, спайс моделирует при параметрических (не геометрических) моделях ограничение тока коллектора площадью перехода.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[тау]

... да, спайс моделирует при параметрических (не геометрических) моделях ограничение тока коллектора площадью перехода.

Cомневаюсь в истинности этого утверждения.

Ниже показан ток коллектора от тока базы при разных значениях напряжения источника питания коллектора при неизменной площади перехода и остальных модельных параметров транзистора. Напоминаю про RC

Сообщение отредактировал тау - Nov 29 2009, 15:43

Эскизы прикрепленных изображений

 

[SM]

Cомневаюсь в истинности этого утверждения.

Возможно и так, никогда ранее не приходилось глубоко думать о таком экстриме (токи, критические для площади перехода). В гипотезу о ограничении площадью я просто на слово поверил. Даже скорее всего так. Ведь действительно, физически при определенном токе на материалах от ноги до перехода (проволочка, точка разварки с металлом, металл, контакт, n-область) упадет столько, что транзистор улетит в классическое насыщение по открытию перехода БК. А если управление не источником тока, то еще и RE нагадит так, что мало не покажется. Так что Вы правы. Первопричина не площадь.

[GetSmart]

Первопричина не площадь.

Ну если ораничение тока в модели присутствует, и для него не понадобилось вводить лишний параметр, а модель на основе обычных RC,RE и др. имеет нужные свойства, то вообще крутяк. Я-то заметив токовое насыщение просто предположил из-за чего оно могло бы происходить.

Плюсы указывают НА НАПРЯЖЕНИЕ НА "ПЛАСТИНЕ" КОНДЕНСАТОРА ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГОЙ "ПЛАСТИНЫ", а не на тип конденсатора.
Извиняюся, я наверное плохой художник.

При таком подробном преобразовании схемы становится понятно, что откуда появилось и куда теперь подавать напругу и землю. Получилось, что земля (минус схемы) переехала не просто снизу вверх, а теперь находится где-то в центре схемы, точнее на коллекторе (как и у меня была). Одно не могу понять - зачем понадобилось всё переворачивать "вверх ногами"? Кроме того, если уж пытаетесь добавить в схему сопротивления источника сигнала и сопротивление базы, то хоть помечайте буковками эти сопротивления.

[131959G]

GetSmart
Ну во первых первоисточник у моих рассуждений (Ваш рисунок) БЫЛ БЕЗ БУКОВОК и вообще не мог ничего не зарядить не разрядить. Просто МЕРТВЫЙ РИСУНОК.
Только без обид пожалуста.
Никакой "земли" на Вашем рисунке НЕ БЫЛО, ее НЕТ и сейчас.
Никакой ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ разницы (во всяком случае для меня) куда направлены выводы элементов НЕТ.
Эмиттер вниз - это не стрелка УГО (условное графической обозначение), а ВЫВОД транзистора (напрвление стрелки на УГО определяет, что это за транзистор ( p-n-p в данном случае )) и не более того.
Схему Вашу я не изменил.
Это видно НЕ ВООРУЖЕННЫМ глазом.
Сопротивление, которое иммитирует выход ТТЛ можете считать, ну например равным 1микроОм (это не принципиально).
Для меня принципиально то, что я не вижу каскада с ОК!!!

[GetSmart]

Ниже показан ток коллектора от тока базы при разных значениях напряжения источника питания коллектора при неизменной площади перехода и остальных модельных параметров транзистора. Напоминаю про RC

То есть ограничение тока коллектора при увеличении тока базы происходит при конкретном Uce из-за внутреннего сопротивления кристалла?

Схему Вашу я не изменил.
Это видно НЕ ВООРУЖЕННЫМ глазом.
Сопротивление, которое иммитирует выход ТТЛ можете считать, ну например равным 1микроОм (это не принципиально).
Для меня принципиально то, что я не вижу каскада с ОК!!!

ОК от ОЭ (да и вообще, принцип работы транзистора) можно отличить только когдя ясно какой из пинов у него заземлён (то есть на каком зафиксирован потенциал). По-умолчанию в большинстве схем земля находится в самом низу схемы и значёк земли рисовать не обязательно (как у меня и было). Когдя земля переехала в центр схемы не имея значка земли, то "программа сбилась". ТАК ДЕЛАТЬ НЕПРАВИЛЬНО!!! Это не моё имхо. Вам это подтвердят и другие.
Когда на моих элементах не было обозначений - это тоже нормально. Возьмите Хоровица-Хилла и там есть подобные примеры, но когда в схему добавляют виртуальные элементы, свзяанные с неидеальностью каких-то элементов, то их намеренно помечают чтобы они отличались от реальных. И кроме того, на моём рисунке были выводы для входа и выхода, а здесь их нет. И это опять же мешает пониманию работы схемы. Если уж хотели нарисовать что-то типа модели, хотя бы для понимания работы схемы в голове (чтобы читатели не запутались, а то Ваши мысли - потёмки), то значёк земли и выводы входов/выходов нужны обязательно.

Сообщение отредактировал GetSmart - Nov 29 2009, 20:11

[тау]

Для меня принципиально то, что я не вижу каскада с ОК!!!

.....а он есть (с)

То есть ограничение тока коллектора при увеличении тока базы происходит при конкретном Uce из-за внутреннего сопротивления кристалла?

судя по модели - да. А вообще и в принципе - "из-за внутреннего сопротивления кристалла" тоже правильно в любом случае , чтобы там внутри не происходило

Эскизы прикрепленных изображений

 

[GetSmart]

(Ваш рисунок) БЫЛ БЕЗ БУКОВОК и вообще не мог ничего не зарядить не разрядить. Просто МЕРТВЫЙ РИСУНОК.
Только без обид пожалуста.

Вообще, рисунок (принцип работы), 100% достойный Хоровица-Хилла. И там вроде бы такого нет.
Ни одного лишнего ненужного элемента. Некоторые элементы выполняют несколько функций. Диод аж целых 3 функции. Даже питания не требуется для разряда мощной базы/затвора. И только чел, который не в состоянии отличить ОК от ОЭ считает его "мёртвым"
Рисунок живее всех живых Правда для настоящих профи.
Только без обид пожалуста

ЗЫ. Диод одним "движением руки" заменяется NPN транзистором (эмиттерный повторитель) для быстрого включения базы/затвора. Но мне это было не нужно, такая особенность схемы. КТ9181 итак включался достаточно быстро.