3904 транзистор характеристики: 2N3904 , , datasheet, , ,

Дополнительный транзистор PNP

Версия SMD 2N3904

2N3904 Транзистор в корпусе TO-92

Замена и аналог 2N3904

2N3904 Spice Модель

 .MODEL 2N3904 PNP (
+ IS = 1.26532e-10
+ BF = 206,302
+ NF = 1,5
+ VAF = 1000
+ IKF = 0,0272221
+ ISE = 2.30771e-09
+ NE = 3,3 · 1052
+ BR = 20,6302
+ NR = 2,89609
+ VAR = 9,39809
+ ИКР = 0,272221
+ ISC = 2.30771e-09
+ NC = 1.9876
+ RB = 5,8376
+ IRB = 50,3624
+ RBM = 0,634251
+ RE = 0,0001
+ RC = 2.65711
+ XTB = 0,1
+ XTI = 1
+ EG = 1,05
+ CJE = 4.64214e-12
+ VJE = 0,4
+ MJE = 0.256227
+ TF = 4.19578e-10
+ XTF = 0,
7
+ VTF = 8,75418
+ ITF = 0,0105823
+ CJC = 3,76961e-12
+ VJC = 0,4
+ MJC = 0,238109
+ XCJC = 0,8
+ FC = 0,512134
+ CJS = 0
+ VJS = 0,75
+ MJS = 0,5
+ TR = 6.82023e-08
+ ПТФ = ​​0
+ KF = 0
+ AF = 1) 

2N3904

2N3904 — это малосигнальный NPN-транзистор общего назначения. Это один из самых дешевых транзисторов общего назначения, доступных в настоящее время на рынке, и он хорошо сравнивается с линейкой NPN-транзисторов BC.

Этот транзистор также доступен в версиях для сквозных отверстий TO-92 Bulk и Ammopack. Версия SMD — MMBT3904 в корпусе SOT-23. Он также называется PZT3904 и доступен в SMD-корпусе SOT-223.

Он имеет множество современных применений и применений. Он часто используется в предусилителях малых сигналов, генераторах и даже в радиосхемах.

Его можно использовать в качестве переключателя для управления небольшими нагрузками до 200 мА. Он может управлять светодиодами, цепями датчиков температуры NTC, двигателями малой мощности и миниатюрными реле.

2N3904 имеет максимальный ток коллектора 200 мА и рассеиваемую мощность 625 мВт. Это хорошо сравнимо с транзисторами общего назначения BC547, BC548 и BC549, которые имеют пиковую мощность коллектора 200 мА и рассеиваемую мощность 500 мВт.

2N3904 по сравнению с BC547

Его электрические свойства намного лучше отличаются от BC547, где Vcbo = 50 В, Vces = 50 В, Vceo = 45 В, Vebo = 6 В. Это аналогично характеристикам 2N3904, где Vcbo = 60 В, Vceo = 40 В, Vebo = 6 В.

Однако BC550 является еще более подходящим вариантом с Vcbo = 50 В, Vceo = 45 В, Vebo = 5 В.

Для некритичных низковольтных систем часто можно произвести прямую замену в некоторых цепях; Если у вас есть хобби-проект, чтобы зажечь пару светодиодов или управлять небольшим реле, то это нормально.

Однако учтите, что расположение выводов на двух транзисторах разное. Распиновка 2N3904 — это эмиттер, база, коллектор, а для диапазона BC — коллектор, база, эмиттер.Таким образом, замещающий транзистор BC должен быть направлен в противоположном направлении.

Распиновка транзистора

Конфигурация выводов этого транзистора очень проста. Как вы можете видеть на изображении выше, когда плоская сторона обращена к вам, выводы являются эмиттером, базой, коллектором. Это очень простая ориентация.

Символ

Вот символ транзистора NPN.

hFE Значение

Коэффициент усиления по постоянному току этого транзистора также находится в том же диапазоне, что и диапазон BC NPN-транзисторов общего назначения.Максимальное значение 300 может быть достигнуто при Ic = 10 мА и Vce = 1 В.

Базовое напряжение

Диапазон напряжения насыщения база-эмиттер составляет минимум 0,65 В и максимум 0,95 В. Предполагая, что базовый ток Ib равен 5 мА, ток коллектора Ic будет 50 мА.

Стоимость

2n3904 — один из самых дешевых транзисторов общего назначения. Его можно найти во многих магазинах электроники. Ваш местный магазин Maplin продаст один примерно за 49 пенсов. Код заказа: QR40T.

Текущая рыночная цена на eBay составляет около двух фунтов за 100 штук у продавцов в Китае. Или два фунта за 20 штук у британских продавцов.

Это один из многих транзисторов общего назначения, доступных в настоящее время, и в обозримом будущем цены должны оставаться низкими.

Очень простая схема усилителя на транзисторе 2N3904

Привет, Друзья.
Сегодня я получил электронное письмо от Кунала Банерджи, отправил проект предусилителя в публикацию для всеобщего обозрения.Это очень простая схема усилителя, использующая только транзистор 2N3904. Хотя он очень маленький, но он все же имеет много применений. Также я собираюсь показать вам крошечный усилитель, использующий 2N3904 ниже.

Как это работает

Он говорит, что в ней низкий уровень шума, чем в обычных микросхемах. и чрезвычайно низкие искажения. Частотная характеристика : от 20 Гц до 20 кГц.
Это высокий коэффициент усиления, но низкая выходная мощность и инвертирование выходного сигнала.

Внутрисхемную схему или схему, которая установлена ​​в цепи общего эмиттера .

В электронике усилитель с общим эмиттером используется в качестве усилителя напряжения .

В этой схеме вывод базы транзистора служит входом, коллектор — выходом, а эмиттер — общим.

Мы можем использовать эту схему для увеличения нижнего сигнала до более высокого, прежде чем отправлять на обычный усилитель с низким коэффициентом усиления, но высокой мощностью.

Также он прислал мне PCB SILK в виде компоновки компонентов, см. Ниже.
PCB SILK

И разводка PCB.
ПЛАТА

Списки деталей

Конденсатор
C1: 1 мкФ 25 В Электролитический
C2: 0,1 мкФ 50 В Керамический или майларовый

Резистор
R1: 10K
R2: 100K

Q1: 2N0007

Q1: 2N Мало того, что см. Усилитель более высокой мощности, чем этот ниже.

Базовая схема усилителя на транзисторах с использованием 2N3904

Это основная схема усилителя на транзисторах. Подходит, чтобы узнать, как работает транзистор.

Рабочий диапазон транзистора можно разделить на 3 диапазона.

Читайте также: Как работает транзистор

Как это работает

Когда есть входной сигнал, он проходит через C1. Чтобы отфильтровать только звуковой сигнал, подайте его на Q1 на выводе B. Это первое расширение (предусилитель). Какие конструкторы организуют схему усилителя в виде общего эмиттера.

И есть R1 и R2 для подключения в цепи делителя напряжения для Q1.Но выходной сигнал на коллекторе (С) недостаточно сильный.

Необходимо снова увеличить этот сигнал на Q2 и Q3. Какие Q2 и Q3 ต่อ กัน เป็น цепи Дарлингтона. Это соединение 2-х транзисторов с похожими характеристиками. Следовательно, выигрыш в большем расширении.

Некоторые называют это hFE2. Например, если каждый транзистор имеет hFE = 100, общий коэффициент усиления будет равен (100 × 100) = 10 000 раз. Оттуда усиленный сигнал подается на проход C3 громкоговорителя SP1.

Детали, которые вам понадобятся

Резисторы 0,25 Вт, допуск: 5%

• R1: 3,3 МОм
• R2: 820K
• R3: 39K
• R4: 10K
• R5: 330 Ом64

900 Конденсаторы

• C1: 1 мкФ 16 В
• C2: 47 мкФ 16 В
• C3: 220 мкФ 16 В

Полупроводники и др.

• Q1: 2SC1815, 45V 0.1A, NPN Transistor0404 Транзистор NPN 40 В, 0,2 А
• SP1: 8 Ом Динамик 0.5 Вт
• B1: батарея 6 В

Отобранные статьи по теме, которые вы можете прочитать:

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

2N3904 NPN транзистор, Utsource

Номер детали: 2N3904

Введение :

2N3904 — это транзистор NPN, который используется для общего назначения, включая переключение и усиление.Он имеет три терминала: Эмиттер, База и Коллектор. Это тип биполярного переходного транзистора BJT, поскольку это транзистор с регулируемым током. В 2N3904, когда базовый штырь заземлен, эмиттер и коллектор будут открыты, что называется обратным смещением, в то время как эмиттер и коллектор будут закрыты, когда сигналы будут переданы на базовый штырь, это называется прямым смещением.

2N3904 Конфигурация контактов

Усилительная способность транзистора определяется значением усиления транзистора NPN, которое составляет 300 для 2N3904.Максимальный ток, который может протекать через вывод коллектора, составляет 200 мА. Таким образом, мы не можем использовать этот транзистор для нагрузок, потребляющих более 200 мА. Мы должны подавать ток на вывод базы для смещения транзистора, и это значение тока должно быть ограничено до 5 мА.

Когда транзистор используется в качестве переключателя, он работает в двух режимах; обрезанная область и область насыщенности. Когда трансформатор полностью смещен, через эмиттер и коллектор проходит полный ток, который составляет 200 мА.Этот режим называется областью насыщения. Когда ток через базу снимается, транзисторы полностью выключены, тогда этот режим называется зоной отсечки. Когда он действует как переключатель, максимальный ток, который он может поддерживать, составляет 100 мА, а в качестве усилителя он может поддерживать максимальную частоту 100 МГц.

Номинальное напряжение / ток:

2N3904 NPN Технические характеристики и характеристики 参数

• Биполярный NPN-транзистор
• 2N3904 обычно используется для усиления и быстрого переключения
• Максимальный ток коллектора (Ic) 200 мА
• Максимальное напряжение коллектор-эмиттер (Vce) 40V
• Максимальное напряжение коллектор-база (Vcb) 60V
• Максимальное напряжение эмиттер-база (VEBO) 6V
• Рабочая температура (To) от -55 до 155 C

2N3904 в качестве коммутатора

Когда транзистор работает как переключатель, он работает в области насыщения двух режимов и отсекает область, как объяснялось ранее.Когда мы обеспечиваем необходимое количество тока на базовом выводе, транзистор будет разомкнутым переключателем, когда он смещен в прямом направлении, и замкнутым переключателем, когда он смещен в обратном направлении. Ток на выводе базы должен быть не более чем на 5 мА больше, чем он разрушит транзистор. Вот почему резистор включен последовательно с базовым выводом. Это значение резистора можно рассчитать как

RB = VBE / IB

2N3904 как усилитель

Транзистор может усиливать мощность, ток и напряжение в различных конфигурациях.Он действует как усилитель при работе в активной области. В схеме усилителя используются следующие конфигурации:

● Усилитель с общим эмиттером ● Усилитель с общей базой ● Усилитель с общим коллектором

Когда он действует как усилитель, коэффициент усиления транзистора по постоянному току можно рассчитать по следующей формуле:

Постоянного тока …

[PDF] Экспертиза (PSpice) BJT (2N3904

Скачать экзамен (PSpice) BJT (2N3904…

40-1

ток коллектора — это, по сути, просто ток эмиттера (если пренебречь сравнительно небольшим собственным током утечки).Этот усиленный ток обратного смещения не чувствителен к напряжению коллектора (при условии, что коллекторный переход остается смещенным в обратном направлении и не подвержен обратному пробою). Следовательно, небольшое количество энергии, расходуемое на эмиттерном переходе, может управлять гораздо большей мощностью (тот же ток, больший диапазон напряжений) на коллекторе. Существуют различные эффекты второго порядка и другие проблемы для более полного понимания работы транзистора, но именно описанный механизм управления током является важной способностью транзистора.Транзистор ведет себя как управляемый источник тока с чувствительной зависимостью от напряжения эмиттерного перехода. Описанный тип транзистора называется биполярным переходным транзистором (BJT), потому что в отличие от устройств, описанных в другом месте, в формировании переходов участвуют как электроны, так и дырки. Значок, используемый для обозначения транзистора NPN, показан ниже. Имена имеют историческое происхождение в результате экспериментов, которые привели к разработке устройства. Как показано на рисунке, излучатель легко идентифицируется как единственный провод со стрелкой.Стрелка эмиттера всегда указывает P -> N, от основания в случае устройства NPN. Значок устройства PNP идентичен, за исключением того, что стрелка указывает от эмиттера на базу.

Характеристики коллектора 2N3904 BJT с общей базой (модель PSpice) Ниже приводится компьютерный анализ, в котором нелинейная модель PSpice 2N3904 (NPN) BJT сравнивается с кусочно-линейной (Ebers-Moll) моделью того же устройства. Одновременно используется качественное описание явлений устройства для сравнения «экспериментальных» компьютерных данных с ожидаемыми.Транзистор подключен по схеме «общая база», что означает просто, что база обеспечивает общий вывод между портами ввода и вывода. Чтобы проиллюстрировать основные характеристики устройства, вычисляются характеристики «коллектора». Это набор параметрических кривых, показывающих зависимость тока коллектора от напряжения коллектора, с фиксированным током эмиттера для каждой кривой. Список соединений справа внизу обеспечивает вход PSpice, соответствующий схеме, нарисованной слева. Напряжение коллектор-база изменяется для нескольких параметрических значений тока эмиттера.* 2N3904 Характеристики с общей базой IEMITTER 1 0 DC 0 Q1 2 0 1 Q2N3904 VCB 2 0 DC 0V .LIB EVAL.LIB .DC VCB -,8V 10V .1 + IEMITTER 0 0,012 0,002 .PROBE .END

Вводная электроника Примечания Мичиганский университет в Дирборне

40-2

Авторские права © MH Miller: 2000 исправлено

Выходные данные PSpice показаны ниже

Мы начинаем рассмотрение графика с характеристики для IE = 0; поскольку эмиттерный переход выключен, это, по сути, характеристика диода коллекторного перехода.Поскольку в базу практически не вводятся электроны, нет переноса через базу и увеличения тока коллекторного перехода. (Поскольку коллекторный переход обычно работает в режиме обратного смещения, правила полярности, используемые для транзистора, таковы, чтобы сделать ток прямого смещения коллекторного перехода отрицательным; экспоненциальная часть характеристики перехода, таким образом, появляется в левой части графика транзистора. Это помещает наиболее интересную часть характеристик в первый квадрант.Теперь обратите внимание, что другие характеристики, по сути, являются смещениями характеристики IE = 0, то есть введенный ток (на самом деле немного меньшая величина) просто добавляется к собственному току коллекторного перехода. Приращение смещения тока немного меньше приращения тока эмиттера, потому что инжектированные носители имеют небольшую потерю на рекомбинацию дырок, когда они пересекают базу. Однако, как правило, потери вряд ли достигают 5% и более чем вероятно будут ближе к 1% от потока носителя.В «нормальном» рабочем режиме (эмиттерный переход с прямым смещением, коллекторный переход с обратным смещением) характеристика транзистора как управляемого источника тока явно уместна. Фактически коллекторный переход может быть слегка смещен в прямом направлении до того, как ток будет введен коллектором обратно в базу; переход имеет очень небольшой прямой ток для прямого смещения ниже «коленного» напряжения примерно 0,5 В (для кремния). Модель Эберса-Молла Широко используемое представление первого порядка BJT (модель Эберса-Молла) предполагает независимую работу двух соединений «спина к спине», одно для обеспечения механизма инжекции носителей, а другое — для механизма сбора носителей. .(См. Рисунок ниже.} К этому добавляется, и это то, что отличает транзистор от прямого диодного соединения, управляемый источник тока, представляющий «действие транзистора», то есть механизм, с помощью которого носители вводятся в база через смещенный в прямом направлении эмиттерный переход почти все достигают и проходят через смещенный в обратном направлении коллекторный переход, чтобы добавить к току коллектора. Схема ниже (список соединений справа) моделирует представление Эберса-Молла BJT как два независимых «обратных соединения» Добавлены диоды и управляемый источник тока для представления инжекции носителей эмиттерного перехода в базу и последующего сбора коллекторным переходом.(Строго говоря, через эмиттерный переход должен быть источник тока, отражающий возможную «обратную» работу, то есть с использованием назначенного эмиттерного перехода в качестве коллектора и наоборот. Поскольку коллекторный переход является плохим эмиттером, а эмиттерный переход — плохим коллектором эта «обратная» операция используется редко, если вообще используется, и, отражая такое неиспользование, источник тока эмиттера просто опущен для простоты.)

Общие примечания по электронике Университет Мичигана-Дирборн

40-3

Copyright © MH Miller: 2000 доработанная

* МОДЕЛЬ ЭМ для диодов 2N3904 * 1N4004 и α = 0.99 IEMITTER 1 0 DC .002 VBE 3 1 DC 0V DBE 0 3 D1N4004 DBC 0 2 D1N4004 VCB 2 0 DC 0V FVIE 2 0 VBE 0,99 .MODEL D1N4004 D (Is = 14,11n + N = 1,984 + Rs = 33,89 м Ikf = 94,81 Xti = 3 + Eg = 1,11 Cjo = 25,89p M = 0,44 Vj = 0,3245 ​​+ Fc =. Bv = 600 Ibv = 10u Tt = 5,7u) .DC VCB -,8V 0V .1 + IEMITTER0 .012 .002 .PROBE .END Выполняются два вычисления. В первом используется модель нелинейного диода 1N4004 PSpice как репрезентативная для «реальных» характеристик диода. Это отражает физику БЮТ, на котором основана модель Эберса-Молла. (Примечание: источник напряжения VBE вставлен для последующего использования; его сила установлена ​​на 0, и поэтому фактически является коротким замыканием для этого конкретного вычисления.) Следует признать, что модель не учитывает все рабочие характеристики нелинейной модели BJT; более сложные аспекты, такие как частотная характеристика, насыщенность и температурная чувствительность, являются некоторыми упущениями. Параметр «усиление» управляемого источника тока (соответствующий коэффициенту усиления транзистора по току α) равен 0,99; это значение взято из спецификации производителя 2N3904. Обратите внимание на предыдущую характеристику коллектора, что α практически постоянно. Вычисленные характеристики (см. Ниже) полностью соответствуют предыдущим результатам.Как отмечалось ранее, показанная модель BJT действительна только для нормальной работы в прямом направлении, поскольку обратное действие транзистора не учитывается. (Для этого добавьте управляемый источник тока, представляющий инжекцию в коллекторном переходе; параметр усиления, однако, будет меньше. Однако, как отмечалось ранее, BJT вряд ли будет работать в реверсивном режиме, и этот источник тока не будет влиять на вычислений в нормальном режиме.) Рассчитанные коллекторные характеристики модели показаны ниже.Сравнение характеристик коллектора, моделируемого диодом, и более точной нелинейной модели коллектора оставлено в качестве упражнения.

Идеализированная модель диода Для простоты вычислений можно использовать идеализированные модели диодов, а не нелинейные модели диодов. Это использование в первую очередь для ручных расчетов, но иногда в педагогических целях может быть полезно компьютерное моделирование идеализированных диодных моделей. Таким образом, DIDEAL в списке соединений ниже изменяет параметр излучения диода N (как описано в другом месте) для моделирования идеализированного диода.Номинальное смещение эмиттерного перехода учитывается VBE (установлено на 0,7 В), поскольку напряжение колена идеализированной модели было искусственно сделано незначительным. Обратите внимание, что подобный допуск для коллекторного перехода не делается, поскольку Примечания по вводной электронике 40-4 Copyright © MH Miller: 2000 Университет Мичигана-Дирборн пересмотрел упрощение

. В условиях, когда будут использоваться упрощенные модели, это редко является особенно важным упущением. Конечно, при желании такой источник можно легко включить.Замечание о нижнем пределе диапазона напряжения развертки уместно. Прямой ток модели диода является экспоненциальной функцией прямого напряжения, и с уменьшенным параметром излучения ток удвоится примерно на нановольтное изменение напряжения. Таким образом, очень малые прямые напряжения соответствуют очень большим прямым токам. График текущих данных может непреднамеренно скрыть желаемую информацию из-за неподходящего масштаба, используемого для покрытия теоретически искусственного очень большого диапазона. Используйте масштабирование диапазона датчика, чтобы установить подходящий диапазон для интересующих данных.Далее следуют модифицированный список соединений и график вычисленных характеристик. Конечно, использование идеализированных диодов делает модель приближенной PWL, как видно из компьютерного графика. Здесь также сравнения оставлены в качестве упражнения. * 2N3904 Характеристики CB * МОДЕЛЬ EM Идеализированные диоды α = 0,99 IEMITTER 1 0 DC .004 VBE 3 1 DC 0,7V DBC 0 2 DIDEAL DBE 0 3 DIDEAL VCB 2 0 DC -0,1V FVIE 2 0 VBE 0,99 .MODEL DIDEAL D (N = 1U, RS = .001) .DC VCB -0,8V 10V .1V IEMITTER 0 .012 .002 .PROBE .END

Общие характеристики коллектора эмиттера (2N3904) При интерпретации характеристик транзистора есть сюрпризы для неосторожных.Например, параметр усиления тока выключателя α существенно, но не совсем постоянен. Существует эффект второго порядка, который вызывает небольшие изменения α, слишком малые, чтобы их можно было легко различить в представлении CB характеристик коллектора. Но даже эффекты второго порядка могут стать важными в обстоятельствах, которые приуменьшают внимание к эффектам первого порядка, обычно маскирующим их. Это особенно хорошо иллюстрируется вычислением характеристик коллектора с общим эмиттером точно такой же нелинейной модели 2N3904, которая использовалась ранее.Стоит подчеркнуть (неоднократно), что модель транзистора для представления данных CE идентична модели, используемой для представления CB. Производительность устройства точно такая же, как и для вычисления CB. Отличается только способ представления информации, и это просто представление, которое подчеркивает эффекты второго порядка .. Введение в электронику Примечания Мичиганский университет Дирборн

40-5

Copyright © MH Miller: 2000 revised

Рассматриваемый здесь конкретный эффект второго порядка называется ранним эффектом и связан с изменением электрической ширины полупроводникового перехода при изменении напряжения на переходе.Хотя это происходит как на эмиттере, так и на коллекторном переходе, именно последний переход является важным; при нормальной работе смещенное в прямом направлении напряжение эмиттера меняется очень мало даже при больших изменениях прямого тока. Ширина перехода немного увеличивается по мере увеличения обратного смещения на коллекторном переходе, что имеет два последствия. Во-первых, увеличение ширины коллекторного перехода уменьшает ширину базы, через которую носители, инжектированные в эмиттер, должны пересекать, чтобы достичь коллекторного перехода.База — враждебный регион для этих авианосцев. Электроны, введенные в основание устройства NPN, например, находятся в области p-типа, в которой они могут притягиваться и захватываться относительно высокой концентрацией дырок. Эта возможность, хотя и сделана очень маленькой по конструкции, несколько снижается из-за уменьшения времени воздействия инжектированных носителей, поэтому ток коллектора немного увеличивается. Следовательно, будет очень небольшая зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-база.Также есть небольшое увеличение (для увеличения ширины коллекторного перехода) транспортировки носителя по базе. Основной транспортный механизм — это прежде всего диффузия; Увеличение ширины перехода и, таким образом, уменьшение ширины базы имеет тенденцию немного увеличивать градиент концентрации носителей заряда и, следовательно, ток коллектора. Предположим, вы проводите измерения, чтобы получить данные, с помощью которых можно построить данную характеристику CB, и только что завершили считывание для точки на характеристиках. Чтобы получить данные для следующей точки, увеличивайте напряжение коллектор-эмиттер; поскольку напряжение эмиттерного перехода более или менее постоянно, это означает, что обратное смещение на коллекторном переходе увеличивается.Затем ранний эффект вызывает немного более эффективную передачу тока через базу. Базовый ток уменьшается; меньше перевозчиков теряется при базовом транзите. И это все ранний эффект, и все очень небольшое увеличение тока коллектора, которое проявляется на характеристических кривых. Но в отличие от представления CB, кривые CE предназначены для фиксированных базовых токов. Следовательно, чтобы завершить измерение для графика, базовая сила источника тока увеличивается, чтобы восстановить текущий уровень, соответствующий кривой, для которой берутся данные.Затем, из-за этого приращения базового тока, ток коллектора увеличивается, и это последнее увеличение не связано с ранним эффектом. Небольшое изменение, связанное с физикой транзисторов, искусственно «усиливается», чтобы соответствовать способу отображения данных. Данные, представленные на графике, показывают гораздо более существенное увеличение тока коллектора с напряжением коллектора, поскольку ток базы должен поддерживаться постоянным. Нелинейная модель PSpice BJT учитывает эффект Раннего, и эта модель используется для иллюстрации предыдущего обсуждения.Еще раз отметим, что это точно такая же модель транзистора, которая использовалась для предыдущих расчетов. Анализируемая схема изображена слева; базовый ток ступенчатый, чтобы обеспечить набор параметрических кривых CE для IC по сравнению с V CE, и они показаны ниже. График построен в широком диапазоне напряжений коллектора, чтобы подчеркнуть эффект раннего периода, который проявляется в виде заметного наклона характеристических кривых. Кривые экстраполируются на общую точку пересечения на оси напряжения, называемую ранним напряжением, значение, которое появляется как часть спецификаций производителя для устройства.Несколько показанных кривых экстраполированы для определения начального напряжения около -74 вольт. * 2N3904 Характеристики коллектора IBASE 0 1 DC 10U RBASE 1 0 10MEG Q1 2 1 0 Q2N3904 VCC 2 0 10 .LIB EVAL.LIB .DC VCC -50V 50V .1 IBASE 0 50U 10U .PROBE .END Для многих целей особого учета не требуется быть сделано для раннего эффекта; он встроен в нелинейную модель, подходящую для компьютерного анализа, и, как правило, не особенно важен для приближенных моделей PWL, используемых для оценки и определения важных взаимосвязей.(Конечно, при желании это можно учесть в модели PWL различными способами.) Вводные примечания по электронике Мичиганский университет Дирборн

40-6

те же данные для меньшего диапазона напряжений коллектора, чтобы обеспечить лучшую перспективу влияния эффекта Early в более обычном диапазоне работы. Обратите внимание, что за пределами рабочего диапазона «насыщения» (т.е. для VCE> 0,4 ​​В или около того) кривые аппроксимируют теоретически ожидаемые параллельные равноотстоящие (для равных приращений базового тока) линии, измененные наклоном, соответствующим эффекту раннего.

Для некоторых приложений полезны подробные сведения о области насыщения CE. Насыщение происходит, когда коллекторный переход становится смещенным в прямом направлении, инжектируя носители в базу и обратно к эмиттеру. Это уменьшает чистый ток в коллекторе все больше и больше по мере уменьшения напряжения коллектора. Помните, что напряжение коллекторного перехода — это разница между напряжением коллекторного эмиттера и напряжением на эмиттерном переходе, смещенным в прямом направлении. Следовательно, коллекторный переход начинает смещаться в прямом направлении при напряжении коллектор-эмиттер примерно 0.7 вольт. Позвольте дополнительно понизиться на несколько десятых вольт, чтобы преодолеть «изгиб» диода, и на этом основании ожидайте, что насыщение начнет проявляться для напряжений коллектор-эмиттер в несколько десятых вольт. На следующем рисунке (см. Ниже) показан рабочий диапазон насыщения. Наконец, на следующем рисунке показан коэффициент усиления тока как функция тока базы; каждая кривая соответствует постоянному напряжению коллектора (вертикальная линия на характеристиках коллектора). За исключением более низких базовых токов (когда ток утечки коллекторного перехода вносит значительный вклад) ß (определенный на рисунке) относительно нечувствителен к изменениям либо тока коллектора, либо напряжения коллектора.

Примечания по вводной электронике Университет Мичигана-Дирборн

40-7

Авторские права © MH Miller: 2000 исправлено

PieceWise Linear CE BJT Model Для многих, если не самых простых ручных расчетов идеализированное диодное упрощение модели Эберса-Молла делает важную аналитическую информацию о характеристиках схемы BJT доступной с помощью упрощенных расчетов. По этой причине стоит рассмотреть и расширить предыдущее обсуждение модели Эберса-Молла.Базовая модель (версия NPN), представленная выше, воспроизводится на рисунке ниже слева. Иконки диодов заполнены просто, чтобы указать, что подразумевается экспоненциальная характеристика диода.

Рассмотрение внутренней физики устройства позволяет выразить ток коллектора в терминах вводной электроники. Примечания Мичиганский университет Дирборн

40-8

Copyright © MH Miller: 2000 revised

ток эмиттера вполне естественно . Однако с точки зрения использования схемы оказывается более удобным заменить ток эмиттера током базы в качестве дескриптора характеристик транзистора.По сути, это вопрос выбора, поскольку текущий закон Кирхгофа требует IE = IC + IB. Переопределение сделано справа от модели E-M, и, чтобы подчеркнуть изменение, схема перерисовывается, меняя местами ориентацию базы и эмиттера на чертеже. Опять же, это вопрос предпочтения, без электрических последствий. Обратите особое внимание на повторное выражение тока управляемого источника через IB. Последним упрощением является использование идеализированных моделей диодов вместо «экспоненциальных» диодов.Замена эмиттерного диода также включает в себя определение номинального напряжения прямого смещения эмиттерного перехода, хотя обычно это не делается для коллекторного перехода. Окончательная модель PWL, диоды теперь являются идеализированными диодами, показана справа. Нормальная работа «вперед» соответствует закрытому эмиттерному диоду и открытому коллекторному диоду; IB = ß I B. Для этого требуется базовое напряжение ≥ VBE и напряжение коллектора выше, чем базовое напряжение. Отсечка (эмиттерный диод открыт) соответствует напряжению базы ≤ VBE, а насыщение соответствует напряжению коллектора, равному напряжению базы.Поскольку модель не подходит для «обратного» режима, предполагается, что напряжение коллектор-эмиттер положительно. Подробное рассмотрение характеристических кривых, предсказываемых моделью, оставлено для упражнения.

Примечания по вводной электронике Мичиганский университет в Дирборне

40-9

Авторские права © М. Х. Миллер: 2000 исправлено

ПРОБЛЕМЫ 1) 2N3906 является PNP аналогом NPN 2N3906. Вычислите (постройте) коллекторные характеристики этого транзистора.Параметры модели PSpice приведены ниже. .МОДЕЛЬ Q2N3906 PNP (Is = 1,41f Xti = 3 Eg = 1,11 Vaf = 18,7 Bf = 180,7 Ne = 1,5 + Ise = 0 Ikf = 80 м Xtb = 1,5 Br = 4,977 Nc = 2 Isc = 0 Ikr = 0 Rc = 2,5 Cjc = 9,728p + Mjc = 0,5776 Vjc = 0,75 Fc = 0,5 Cje = 8,063p Mje = 0,3677 Vje = 0,75 Tr = 33,42n + Tf = 179,3p Itf = 0,4 Vtf = 4 Xtf = 6 Rb = 10 ) 2) Транзистор PWL моделирует действие транзистора с источником тока коллектора, пропорциональным току базы. Вычислить и построить график зависимости тока коллектора от тока базы; см. схему тестовой цепи.Затем нарисуйте типичную характеристику модели PWL, оценив соответствующее значение для ß. 3) Измените схему для задачи 2, заменив источник тока базы IB на источник напряжения VB. Вычислите ток коллектора как функцию напряжения базы (от 0,1 до 0,8 вольт с шагом 0,01 вольт). Из графика зависимости log (I (IC (Q1))) от VB следует заметить, что ток коллектора является экспоненциальной функцией напряжения базы. Постройте производную от логарифма, чтобы оценить показатель степени. 4) Транзистор с диодным соединением (VCC ≥ 0) представляет собой схемное соединение, часто используемое в интегральных схемах (по причинам, которые будут описаны позже).Рассчитайте вольт-амперную характеристику с помощью транзистора 2N3904. Кратко обсудите, чем это двухконтактное соединение отличается от диода. Транзистор работает в режиме насыщения? Какая связь между током, подаваемым VCC, и током эмиттера? Примечание. Приближение PWL справа может быть полезно при оценке характеристик схемы. 5) Составной «транзистор» формируется путем соединения устройств NPN и PNP, как показано. Устройство NPN обеспечивает базовый ток для устройства PNP. Оцените коэффициент усиления тока для комбинированных устройств по значениям ß отдельных устройств.Для 0 ≤ IB ≤ 1 мкампер вычислите ток эмиттера PNP I. Сравните крутизну наклона с оценкой ß. 6) Комбинация двух транзисторов (здесь NPN-устройства) показана в так называемом соединении Дарлингтона.