Testar några transistrodata i LTSpice som jag studerar i från boken Microelectronic Circuits Third Edition Sedra/Smith, finns att inhandla på flera olika ställen, https://www.amazon.com/Microelectronic- ... B0087BRY6W
jag köpte min i en fysisk butik, Akademiebokhandelen.
Hursomhelst har jag studerat en parameter som är "output resistance" ro.
Detta går alldeles förträffligt bra att efterlikna i LTSpice. Om man varierar spänningen på basen i säg 4 steg och under varje steg
kör en variation av kollektorspänningen fås ett antal kurvor vars lutning och riktning
kommer fokusera i en och samma punkt, Early-punkten. Typ man har 17 kanoner och alla
till slut kommer träffa samma punkt!
Här har jag valt att studera vad som händer runt 1mA kollektorström,
TransistorData
Re: TransistorData
Räknade på ett GE-steg, traditionellt uppkopplat, ingen förstärkning beräknad då
ingen belastning finns med i beräkningen och ingen signalkällas resistans. Det som
är beräknat är arbetspunkter.
Det finns vissa tumregler att ta till för att få temperaturstabilt steg och utnyttjande av spänningsnivåer
på ett bra sätt.
Basspänningen väljs till VBB = 1/3 av matningsspänningen E.
VCB väljs till 1/3 av matningsspänningen E.
ICxRC väljs till 1/3 av matningsspänningen E.
Strömmen igenom R1 och R2 till mellan IE och 0.1xIE
Jag vet sedan tidigare att beta ß är ungefär 100 för BF199.
Om jag har följande givna data:
E = 12V
IE = 1mA
VBE = 0.7V
så fås att VBB = 1/3x12 = 4V
VE = VBB - VBE = 4 - 0.7 = 3.3V
RE = 3.3/1mA = 3300 ohm
Om jag väljer strömmen genom R1 och R2 till 0.1xIE för att få höga värden på dessa... (det jag lärde mig på gymnasiet var att ha 10gg högre ström än vad basströmmen är)
0.1 x 1mA = 100uA
R1 + R2 = 12V / 100uA = 120kohm
VBB = 12 x R2/(R1+R2)
4 = 12xR2/(R1+R2) => 3xR2 = 120kohm
R2 = 40kohm och R1 = 80kohm
Och sedan utan att närmare gå in på detaljer så gäller formeln...
IE = (VBB - VBE) / (RE + RB/(ß + 1))
IE = (4-0.7)/(3300+(RB/101))
där 1/RB = 1/R1 + 1/R2
RB är kombinationen av R1 och R2 som basen ser mellan E och jord.
RB = 26700 ohm
och
IE blir då 0.926 mA alltså inte riktigt 1mA men ungefär.
Sedan
RC = (E-VC) / IC
Då VCB = 1/3 x 12 = 4V enligt tumregeln fås att
VB = 0.7 + 0.926mA x 3.3kohm = 3.76V
IE = IC + IB => IC = IE - IB = 0.926 - 0.926/101 = 0.917mA
RC = (12 - (VCB+VB) / 0.917 = (12 - 7.76) / 0.917 = 4600 ohm
Det ger kretsen nedan med simulerade spänningsnivåer.
Edit: Blev lite olyckligt att 12V matningen blev kallad VC i schemat (borde varit E) då VC i formeln ovan syftar på spänningen vid kollektorn.
ingen belastning finns med i beräkningen och ingen signalkällas resistans. Det som
är beräknat är arbetspunkter.
Det finns vissa tumregler att ta till för att få temperaturstabilt steg och utnyttjande av spänningsnivåer
på ett bra sätt.
Basspänningen väljs till VBB = 1/3 av matningsspänningen E.
VCB väljs till 1/3 av matningsspänningen E.
ICxRC väljs till 1/3 av matningsspänningen E.
Strömmen igenom R1 och R2 till mellan IE och 0.1xIE
Jag vet sedan tidigare att beta ß är ungefär 100 för BF199.
Om jag har följande givna data:
E = 12V
IE = 1mA
VBE = 0.7V
så fås att VBB = 1/3x12 = 4V
VE = VBB - VBE = 4 - 0.7 = 3.3V
RE = 3.3/1mA = 3300 ohm
Om jag väljer strömmen genom R1 och R2 till 0.1xIE för att få höga värden på dessa... (det jag lärde mig på gymnasiet var att ha 10gg högre ström än vad basströmmen är)
0.1 x 1mA = 100uA
R1 + R2 = 12V / 100uA = 120kohm
VBB = 12 x R2/(R1+R2)
4 = 12xR2/(R1+R2) => 3xR2 = 120kohm
R2 = 40kohm och R1 = 80kohm
Och sedan utan att närmare gå in på detaljer så gäller formeln...
IE = (VBB - VBE) / (RE + RB/(ß + 1))
IE = (4-0.7)/(3300+(RB/101))
där 1/RB = 1/R1 + 1/R2
RB är kombinationen av R1 och R2 som basen ser mellan E och jord.
RB = 26700 ohm
och
IE blir då 0.926 mA alltså inte riktigt 1mA men ungefär.
Sedan
RC = (E-VC) / IC
Då VCB = 1/3 x 12 = 4V enligt tumregeln fås att
VB = 0.7 + 0.926mA x 3.3kohm = 3.76V
IE = IC + IB => IC = IE - IB = 0.926 - 0.926/101 = 0.917mA
RC = (12 - (VCB+VB) / 0.917 = (12 - 7.76) / 0.917 = 4600 ohm
Det ger kretsen nedan med simulerade spänningsnivåer.
Edit: Blev lite olyckligt att 12V matningen blev kallad VC i schemat (borde varit E) då VC i formeln ovan syftar på spänningen vid kollektorn.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av 4kTRB 30 november 2023, 07:45:45, redigerad totalt 1 gång.
Re: TransistorData
Om jag nu tar och matar en spänning till steget ovan med en given
signalkälla med inre given resistans och ansluter en given resistiv last
på utgången så kan jag beräkna förstärkningen.
Förutsatt i exemplet är att RE är avkopplad för växelspänning med en stor kondensator,
Givet...
Rs signalkällans resistans = 50 ohm
RL belastningen = 2000 ohm
Beräkna först transistorns in-resistans baserat på en lämplig modell.
rπ = (β +1) * re
re = VT / IE där VT är en konstant som ofta brukar sättas till 25mV
re = 25mV / 0.926mA = 27 ohm
rπ = 101*27 = 2727 ohm
sedan fås transistorns gm till 1/re = 0.037
transistorns in-resistans är den förut beräknade RB i parallel med rπ
1/Ri = 1/RB + 1/rπ => Ri = 2474 ohm
transistorns utgångsresistans fås som RC i parallell med ro
1/Ro = 1/RC + 1/ro = 1/4600 + 1/133000 => Ro = 4446 ohm
Spänningsförstärkningen Av fås som vi/vs * vo/vi där vs är signalkällans spänning och vi
är spänningsdelad mellan signalkällans inre resistans och Ri och vo/vi är -gm*(Ro//RL)
Av = - Ri/(Ri+Rs)*gm*(Ro*RL/(Ro+RL)) = - 2474/(2474+50)*0.037*(4446*2000/(4446+2000)) = -50 ggr
Ja det stämmer ungefär. Man får så klart anpassa insignalen så det inte blir distortion
och sedan avtar förstärkningen vid högre frekvens på grund av diverse strökapacitanser.
signalkälla med inre given resistans och ansluter en given resistiv last
på utgången så kan jag beräkna förstärkningen.
Förutsatt i exemplet är att RE är avkopplad för växelspänning med en stor kondensator,
Givet...
Rs signalkällans resistans = 50 ohm
RL belastningen = 2000 ohm
Beräkna först transistorns in-resistans baserat på en lämplig modell.
rπ = (β +1) * re
re = VT / IE där VT är en konstant som ofta brukar sättas till 25mV
re = 25mV / 0.926mA = 27 ohm
rπ = 101*27 = 2727 ohm
sedan fås transistorns gm till 1/re = 0.037
transistorns in-resistans är den förut beräknade RB i parallel med rπ
1/Ri = 1/RB + 1/rπ => Ri = 2474 ohm
transistorns utgångsresistans fås som RC i parallell med ro
1/Ro = 1/RC + 1/ro = 1/4600 + 1/133000 => Ro = 4446 ohm
Spänningsförstärkningen Av fås som vi/vs * vo/vi där vs är signalkällans spänning och vi
är spänningsdelad mellan signalkällans inre resistans och Ri och vo/vi är -gm*(Ro//RL)
Av = - Ri/(Ri+Rs)*gm*(Ro*RL/(Ro+RL)) = - 2474/(2474+50)*0.037*(4446*2000/(4446+2000)) = -50 ggr
Ja det stämmer ungefär. Man får så klart anpassa insignalen så det inte blir distortion
och sedan avtar förstärkningen vid högre frekvens på grund av diverse strökapacitanser.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: TransistorData
Att mäta upp ro med en varierbar spänning på basen fungerar men inte så bra.
Temperaturen ökar eller minskar och det blir långsamt att ta upp vce-ic-data då det måste stabilisera sig.
Bättre är att ha en konstant ström att mata basen med.
Ska använda en variabel strömkälla som i schemat. Jag testade att variera tempen mellan 25 och 30 grader C och i simuleringen fås samma kurvor,
tempstegen syns som små vita punkter i linjerna.
Testade att beräkna ro = delta vce / delta ic vid ca: 1mA och det blir lite väl optimistiskt. kommer i verkligheten hamna runt 50k skulle jag tro för de
BF199 jag har i lådan. Återkommer med ett praktiskt bygge och mätdata.
=======================================
Rättelse: ska vara 20/154uA = 130 kohm
=======================================
Temperaturen ökar eller minskar och det blir långsamt att ta upp vce-ic-data då det måste stabilisera sig.
Bättre är att ha en konstant ström att mata basen med.
Ska använda en variabel strömkälla som i schemat. Jag testade att variera tempen mellan 25 och 30 grader C och i simuleringen fås samma kurvor,
tempstegen syns som små vita punkter i linjerna.
Testade att beräkna ro = delta vce / delta ic vid ca: 1mA och det blir lite väl optimistiskt. kommer i verkligheten hamna runt 50k skulle jag tro för de
BF199 jag har i lådan. Återkommer med ett praktiskt bygge och mätdata.
=======================================
Rättelse: ska vara 20/154uA = 130 kohm
=======================================
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: TransistorData
En variant utav konstant strömkälla som går att variera med en trimpot.
Ska inte bygga den här just nu men den är intressant ändå.
Ska inte bygga den här just nu men den är intressant ändå.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
