Qu'est-ce que la bêta (β) dans les BJT

Dans les transistors à jonction bipolaire, le facteur qui détermine le niveau de sensibilité de l'appareil au courant de base et le niveau d'amplification à son collecteur est appelé bêta ou hFE. Cela détermine également le gain de l'appareil.

En d'autres termes, si le BJT utilise un courant relativement plus élevé pour commuter sa charge de collecteur de manière optimale, alors il a un faible b (bêta), à l'inverse, s'il est capable de commuter le courant nominal du collecteur de manière optimale en utilisant un courant de base inférieur, alors son bêta est considéré comme élevé.

Dans cet article, nous discuterons de la version bêta ( b ) et qu'est-ce que hFE dans les configurations BJT. Nous trouverons la similitude entre les bêtas ac et dc, et prouverons également à travers des formules pourquoi le facteur bêta est si important dans les circuits BJT.

Un circuit BJT dans le mode de polarisation cc forme une relation entre son collecteur et les courants de base I C et moi B par une quantité appelée bêta , et il est identifié par l'expression suivante:

b dc = je C / je B ------ (3,10)

où les grandeurs sont établies sur un point de fonctionnement spécifique sur le graphique caractéristique.

Dans les circuits à transistors réels, la valeur de bêta pour un BJT donné peut généralement varier dans une plage de 50 à 400, où le milieu de gamme approximatif est la valeur la plus courante.

Ces valeurs nous donnent une idée de l'amplitude des courants entre le collecteur et la base du BJT.

Pour être plus précis, si un BJT est spécifié avec une valeur bêta de 200, cela signifie que la capacité de son courant de collecteur I C est 200 fois supérieur au courant de base I B.

Lorsque vous vérifiez les fiches techniques, vous constaterez que le b dc d'un transistor étant représenté comme le hFE.

Dans ce terme, la lettre h s'inspire du mot hybride comme en transistor h circuit alternatif équivalent ybrid, nous en discuterons plus à ce sujet dans nos prochains articles. Les indices F dans ( hFE ) est extrait de la phrase F amplification à courant inverse et le terme EST est tiré de l'expression commune est mitter dans une configuration d'émetteur commun BJT, respectivement.

Lorsqu'un courant alternatif ou un courant alternatif est impliqué, la magnitude bêta est exprimée comme indiqué ci-dessous:

Formellement, le terme b à c est appelé facteur d'amplification de courant direct à émetteur commun.

Puisque dans les circuits à émetteur commun, le courant du collecteur devient généralement la sortie du circuit BJT, et le courant de base agit comme l'entrée, le amplification facteur est exprimé comme indiqué dans la nomenclature ci-dessus.

Le format de l'équation 3.11 ressemble assez au format de une et comme discuté dans notre précédent section 3.4 . Dans cette section, nous avons évité la procédure de détermination de la valeur de une et à partir des courbes caractéristiques en raison de la complexité impliquée de mesurer les changements réels entre les I C et moi EST sur la courbe.

Cependant, pour l'équation 3.11, nous trouvons qu'il est possible de l'expliquer avec une certaine clarté, et en outre, cela nous permet également de trouver la valeur de une et d'une dérivation.

Dans les fiches techniques BJT, b et est normalement affiché comme hfe . Ici, nous pouvons voir que la différence n'est que dans le lettrage du fe , qui sont en minuscules par rapport aux majuscules utilisées pour b dc. Ici aussi, la lettre h est utilisée pour identifier le h comme dans la phrase h circuit équivalent ybrid, et fe est dérivé des phrases F ou gain de courant et commun est configuration mitter.

La figure 3.14a montre la meilleure méthode de mise en œuvre de l'Eq.3.11 à travers un exemple numérique, avec un ensemble de caractéristiques, et ceci est reproduit à la figure 3.17.

Voyons maintenant comment nous pouvons déterminer b et pour une région des caractéristiques identifiées par un point de fonctionnement de valeurs I B = 25 μa et V CE = 7,5 V comme indiqué sur la figure 3.17.

La règle qui restreint V CE = constante exige que la ligne verticale soit tracée de manière à traverser le point de fonctionnement à V CE = 7,5 V. Cela rend la valeur V CE = 7,5 V pour rester constant tout au long de cette ligne verticale.

La variation en I B (ΔI B ) comme cela apparaît dans l'Eq. 3.11 est par conséquent décrit en sélectionnant un couple de points sur les deux côtés du point Q (point de fonctionnement) le long de l'axe vertical ayant des distances approximativement uniformes de chaque côté du point Q.

Pour la situation indiquée, les courbes impliquant les grandeurs I B = 20 μA et 30 μA satisfont aux exigences en restant proche du point Q. Ceux-ci établissent en outre les niveaux de I B qui sont définis sans difficulté au lieu d'exiger la nécessité d'interpoler le I B niveau entre les courbes.

Il peut être important de noter que les meilleurs résultats sont généralement déterminés en sélectionnant ΔI B aussi petit que possible.

Nous pouvons trouver les deux grandeurs de IC à l'endroit où les deux intersections de I B et l'axe vertical se coupent en traçant une ligne horizontale sur l'axe vertical et en évaluant les valeurs résultantes de I C.

Le b et établi pour la région spécifique pourrait alors être identifié en résolvant la formule:

Les valeurs de b et et b dc peuvent être trouvés raisonnablement proches les uns des autres et peuvent donc être souvent interchangés. Signification si la valeur de b et est identifié, nous pouvons être en mesure d'utiliser la même valeur pour évaluer b dc aussi.

Cependant, rappelez-vous que ces valeurs peuvent varier selon les BJT, même si elles proviennent du même lot ou lot.

En règle générale, la similitude des valeurs des deux bêtas dépend de la taille de la spécification de I PDG est pour le transistor particulier. Plus petit je PDG présentera une plus grande similitude et vice versa.

Puisque la préférence est d'avoir le moins, je PDG valeur pour un BJT, la dépendance de similarité des deux bêtas s'avère être une occurrence authentique et acceptable.

Si nous avions la caractéristique apparaissant comme le montre la figure 3.18, nous aurions la b et similaire à toutes les régions des caractéristiques,

Vous pouvez voir que le pas de moi B est fixé à 10µA et les courbes ont des espaces verticaux identiques sur tous les points caractéristiques, soit 2 mA.

Si nous évaluons la valeur de b et au point Q indiqué, produirait le résultat comme indiqué ci-dessous:

Cela prouve que les valeurs des bêtas ac et dc seront identiques si la caractéristique du BJT apparaît comme sur la figure 3.18. Plus précisément, nous pouvons remarquer ici que le je PDG = 0µA

Dans l'analyse suivante, nous ignorerons les indices ac ou dc des bêtas juste pour garder les symboles simples et propres. Par conséquent, pour toute configuration BJT, le symbole β sera considéré comme bêta pour les calculs à la fois en courant alternatif et en courant continu.

Nous avons déjà discuté concernant alpha dans l'un de nos articles précédents . Voyons maintenant comment nous pouvons créer une relation entre l'alpha et la bêta en appliquant les principes fondamentaux appris jusqu'à présent.

En utilisant β = I C / JE B

nous obtenons je B = Je C / β,

De même pour le terme alpha également, on peut en déduire la valeur suivante:

α = I C / JE EST , et moi EST = Je C / α

Par conséquent, en substituant et en réorganisant les termes, nous trouvons la relation suivante:

Les résultats ci-dessus sont ceux indiqués dans Fig. 3.14a . Le bêta devient un paramètre crucial car il nous permet d'identifier une relation directe entre les amplitudes des courants à travers les étages d'entrée et de sortie pour une configuration à émetteur commun. Cela peut être reconnu à partir des évaluations suivantes:

Ceci conclut notre analyse sur ce qui est bêta dans les configurations BJT. Si vous avez des suggestions ou des informations supplémentaires, veuillez les partager dans la section commentaires.