Несколько примитивных вопросов по работе биполярного транзистора Опции

[thamjell]

Хочу задать вам несколько примитивных вопросов, поскольку вроде бы интуитивно они понятны, но хотелось бы чёткого обоснования происходящих процессов в транзисторе.
Транзистор может быть в четырёх режимах - насыщения, отсечки, активный, инверсный активный. Насчёт последнего ничего не знаю и особо не интересовался тем, как он используется, а вот относительно активного режима есть вопросы. При активном режиме в транзисторе (npn или pnp, без разницы) переход база-коллектор закрыт, а переход база-эмиттер открыт. Падение напряжения на открытом переходе база-эмиттер всегда принимается 0.6-0.7 вольт. Указывается ли это в даташитах? Эта величина как-то изменяется в зависимости от тока эмиттера?
Допустим, есть транзистор структуры p-n-p. Работает как источник тока (см. картинку). Если в какой-то момент смещение напряжения на базе будет равно смещению на коллекторе (Vb = Vc), то ток в коллектор пойдёт (или
ж транзистор перейдёт в режим отсечки)?
В продолжение предыдущего. Если подключим светодиод или лазер между коллектором и землёй, которые управляются током, то следует ли ставить в цепь коллектора токозадающий резистор?
На картинке показан источник тока на p-n-p, но разве там не будет сильной зависимости от коэффициента "бета"?
Вроде рекомендуется делать схемы нечувствительными к нему, поскольку он весьма нестабилен.
Ну и насколько стоит доверять SPICE-моделям, можно ли полностью доверять им? (например тем, что используются в OrCAD)

Эскизы прикрепленных изображений

 

[dxp]

Падение напряжения на открытом переходе база-эмиттер всегда принимается 0.6-0.7 вольт. Указывается ли это в даташитах? Эта величина как-то изменяется в зависимости от тока эмиттера?

Конкретная величина падения напряжения на переходе база-эмиттер (Uбэ) сильно зависит от режима работы транзистора (токи, температура), поэтому указывать его в справочнике смысла мало. Для кремниевого транзистора оно колеблется в указанных вами пределах.

Допустим, есть транзистор структуры p-n-p. Работает как источник тока (см. картинку). Если в какой-то момент смещение напряжения на базе будет равно смещению на коллекторе (Vb = Vc), то ток в коллектор пойдёт (или
ж транзистор перейдёт в режим отсечки)?

Вы хотели сказать - в режим насыщения? Переход в режим насыщения - не единомоментное событие, насыщение - оно тоже разное. Для простоты принято считать, что если Uce < Ube, то это режим насыщения. Но надо понимать, что насыщение бывает более (или менее) глубокое. Из глубокого насыщения транзистор выходит дольше.

В продолжение предыдущего. Если подключим светодиод или лазер между коллектором и землёй, которые управляются током, то следует ли ставить в цепь коллектора токозадающий резистор?

Если хотите источник тока, то лучше управлять по току эмиттера, включив его цепь резистор и снимая с него сигнал ОС. Классический вариант - управление с помощью ОУ, который следит за падением напряжения на эмиттерном резисторе.

На картинке показан источник тока на p-n-p, но разве там не будет сильной зависимости от коэффициента "бета"?
Вроде рекомендуется делать схемы нечувствительными к нему, поскольку он весьма нестабилен.

Будет. Поэтому хорошая схема всегда спроектирована так (потому она и хорошая), что слабо зависит от такого "подвижного" и в известной степени непредсказуемого параметра как коэффициент передачи тока. Для этого выбирают такие режимы работы, при которых даже минимально гарантируемое значение "беты" обеспечивает требуемые параметры схемы.

Ну и насколько стоит доверять SPICE-моделям, можно ли полностью доверять им? (например тем, что используются в OrCAD)

Вполне можно в подавляющем большинстве случаев. Нужно только подбирать адекватные модели.

[Alexashka]

Допустим, есть транзистор структуры p-n-p. Работает как источник тока (см. картинку). Если в какой-то момент смещение напряжения на базе будет равно смещению на коллекторе (Vb = Vc), то ток в коллектор пойдёт (или
ж транзистор перейдёт в режим отсечки)?
В продолжение предыдущего. Если подключим светодиод или лазер между коллектором и землёй, которые управляются током, то следует ли ставить в цепь коллектора токозадающий резистор?
На картинке показан источник тока на p-n-p, но разве там не будет сильной зависимости от коэффициента "бета"?
Ну и насколько стоит доверять SPICE-моделям, можно ли полностью доверять им? (например тем, что используются в OrCAD)

Какаято каша в голове у Вас. Ток в коллектор идет всегда, пока напряжение на базе меньше, чем на эмиттере (т.е. определяющим здесь является ток через переход база-эмиттер).
Резистор в цепь коллектора ставить не нужно - коллектор сам является прекрасным источником тока, который можно только стараться улучшать стабилизируя ток эмиттера.
Сильная зависимость это сколько? Для кого-то может и сильная, но по сравнению с другими схемами включения (ОК, ОЭ) эта имеет наименьшую зависимость. Можно еще стабилитрон в базу воткнуть, будет лучше.
В данном случае спайсам (не путать с нарк.препаратами) доверять можно.

[thamjell]

Будет. Поэтому хорошая схема всегда спроектирована так (потому она и хорошая), что слабо зависит от такого "подвижного" и в известной степени непредсказуемого параметра как коэффициент передачи тока. Для этого выбирают такие режимы работы, при которых даже минимально гарантируемое значение "беты" обеспечивает требуемые параметры схемы.

Спасибо за подробный ответ. Вот только если ток в коллекторе не должен быть выше какого-либо значения, следует наверное отталкиваться от максимального значения "бета"?

Какаято каша в голове у Вас. Ток в коллектор идет всегда, пока напряжение на базе меньше, чем на эмиттере (т.е. определяющим здесь является ток через переход база-эмиттер).
Резистор в цепь коллектора ставить не нужно - коллектор сам является прекрасным источником тока, который можно только стараться улучшать стабилизируя ток эмиттера.
Сильная зависимость это сколько? Для кого-то может и сильная, но по сравнению с другими схемами включения (ОК, ОЭ) эта имеет наименьшую зависимость. Можно еще стабилитрон в базу воткнуть, будет лучше.
В данном случае спайсам (не путать с нарк.препаратами) доверять можно.

А это разве схема ОБ?

[Jurenja]

Транзистор может быть в четырёх режимах - насыщения, отсечки, активный, инверсный активный.

Инверсный активный режим - это когда в схеме включения коллектор и эмиттер меняют местами. Транзистор способен работать и в таком режиме, т.к. формально области коллектора и эмиттера в материале полупроводника одинакового типа. Режим используется если нужно получить минимальное напряжение насыщения коллектор-эмиттер.

[net]

Спасибо за подробный ответ. Вот только если ток в коллекторе не должен быть выше какого-либо значения, следует наверное отталкиваться от максимального значения "бета"?


А это разве схема ОБ?

вам лучше почитать учебник - тогда у вас получится нормальная картина - а вырванные куски вас только запутают

[Alexashka]

А это разве схема ОБ?

Она самая
Тут надо понимать, что есть определенные условности. Например если Rэ*betta много больше R1||R2, то базу можно считать заземленной по питанию, а значит имеем каскад ОБ. Обычно такая схема именно это и подразумевает.

[dxp]

Спасибо за подробный ответ. Вот только если ток в коллекторе не должен быть выше какого-либо значения, следует наверное отталкиваться от максимального значения "бета"?

Нет. Если нужно ограничивать ток коллектора, это надо делать по управлению, а не рассчитывая на максимальную бету. Первое, что нужно усвоить: биполярный транзистор - это преобразователь "напряжение-ток", а не усилитель тока базы. Ну, и книжки вам бы надо почитать, как уже сказали. Начните с Хоровица&Хилла "Искусство схемотехники".

[thamjell]

Нет. Если нужно ограничивать ток коллектора, это надо делать по управлению, а не рассчитывая на максимальную бету. Первое, что нужно усвоить: биполярный транзистор - это преобразователь "напряжение-ток", а не усилитель тока базы. Ну, и книжки вам бы надо почитать, как уже сказали. Начните с Хоровица&Хилла "Искусство схемотехники".

Да читаю я книги)) и того же Хоровица и Хилла читал. Не полностью конечно же, а то, что мне нужно было. И не только их. Я и задаю вопросы, потому что остались некоторые неясности после прочтения.
А вот за "преобразователь напряжение-ток" - спасибо, было непонятно про регулировку тока в коллекторе.

[net]

Да читаю я книги)) и того же Хоровица и Хилла читал. Не полностью конечно же, а то, что мне нужно было. И не только их. Я и задаю вопросы, потому что остались некоторые неясности после прочтения.
А вот за "преобразователь напряжение-ток" - спасибо, было непонятно про регулировку тока в коллекторе.

надо почитать модель эберса молла из учебника по электроники и как чего в транзисторах работает всякие емкости и эффекты - если вы хотите про транзистор знать
хилл он не про это написал(насколько мне память не изменяет)

[dxp]

А вот за "преобразователь напряжение-ток" - спасибо, было непонятно про регулировку тока в коллекторе.

Так у ХХ это "красной нитью" проходит. Посмотрите ещё раз внимательнее, там очень хорошо это подано.

надо почитать модель эберса молла из учебника по электроники и как чего в транзисторах работает всякие емкости и эффекты - если вы хотите про транзистор знать
хилл он не про это написал(насколько мне память не изменяет)

ХХ, как раз, про это очень подробно - именно на модели Эберса-Молла (есть упоминание модели Гумеля-Пуна, но сказано, что это сложная модель и она хороша для симуляторов, а для понимания и ручной прикидки вполне достаточно Эберса-Молла), и но и эффекты Эрли и Миллера не забыты, а так же модуляция rэ током эмиттера и многое другое. Имхо, лучшее объяснение для начинающих.

[net]

Так у ХХ это "красной нитью" проходит. Посмотрите ещё раз внимательнее, там очень хорошо это подано.


ХХ, как раз, про это очень подробно - именно на модели Эберса-Молла (есть упоминание модели Гумеля-Пуна, но сказано, что это сложная модель и она хороша для симуляторов, а для понимания и ручной прикидки вполне достаточно Эберса-Молла), и но и эффекты Эрли и Миллера не забыты, а так же модуляция rэ током эмиттера и многое другое. Имхо, лучшее объяснение для начинающих.

ну значит уже склероз ;-(