Perché Vbc è assente dalle equazioni di bjt?


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Nella polarizzazione BJT le tensioni Vbe e Vce sono sempre presenti nei calcoli. La tensione Vbc è assente da qualsiasi equazione perché uno dei collettori, della base e dell'emettitore è collegato a terra o per qualsiasi altra ragione relativa alla teoria dei semiconduttori? inserisci qui la descrizione dell'immagine


Per definizione Vbc = Vce - Vbe, ma perché dovrebbe importare? Anche se nessuno dei terminali BJT era collegato a terra, la relazione tra Vbe e Ib e la relazione tra Ib e Ic è più rilevante per polarizzare il transistor. Nella configurazione dell'emettitore comune (l'emettitore è la massa del segnale sia per l'ingresso che per l'uscita), l'ingresso è Ib o Vbe e l'uscita è Ic o Vce. La differenza di tensione Vbc può essere calcolata, ma non è molto interessante perché non è né un ingresso né un'uscita, solo una differenza di tensione irrilevante.
MarkU

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Perché Vbc non è (di solito) molto interessante. (Tranne quando diventa negativo o quando sei preoccupato per la capacità di Miller in applicazioni ad alta frequenza)
Brian Drummond

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IMHO a causa della prevalenza del circuito dell'emettitore comune.
Incnis Mrsi,

Risposte:


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Sei errato nella tua affermazione intitolata. Ma posso indovinare da dove viene.

Molte persone usano i concetti più semplici di cui hanno bisogno per portare a termine il lavoro. Sono preoccupati per la tensione , , che è in qualche modo influenzata dalla corrente del collettore e molto influenzata dalla temperatura ... quindi è importante ... e è immediatamente correlato al fatto che il BJT o meno è saturo o no e questo incide su domande molto basilari sulla disponibilità , sulla probabile dissipazione e sulla temperatura di funzionamento, che sono anche abbastanza importanti. Inoltre, se conosci e allora conosci . Potrebbe interessarti anche quello. Ad esempio, l'effetto Early ... Ma ha un'importanza secondaria.VBEVCEβVBEVCEVBC

Ma ti sbagli, comunque. Il primo modello del transistor da conoscere è il modello Ebers-Moll. Il suo modello di livello 1 include tre modi distinti di guardare al BJT: trasporto, iniezione e ibrido-pi. Sono viste equivalenti, ma hanno aree diverse in cui sono più facili da applicare.


Diamo un'occhiata prima al modello di iniezione (indirizzandosi alle correnti dei diodi ): iniezione

  • IF=IES[eqVBEkT1]
  • IR=ICS[eqVBCkT1]
  • IC=αFIFIR
  • IB=(1αF)IF+(1αR)IR
  • IE=IF+αRIR

Ora, la versione di trasporto (indirizzandosi alle correnti raccolte ): trasporto

  • ICC=IS[eqVBEkT1]
  • IEC=IS[eqVBCkT1]
  • IC=ICC+[1αR]IEC
  • IB=[1αF1]ICC+[1αR1]IEC
  • IE=[1αF]ICC+IEC

Infine, l'ibrido non lineare- (bello, perché linearizzandolo nel caso del segnale piccolo porta direttamente al noto modello lineare ibrido- -segnale ): ππibrido non lineare-pi

  • ICCβF=ISβF[eqVBEkT1]
  • IECβR=ISβR[eqVBCkT1]
  • ICT=ICCIEC,(generatorcurrent)
  • IC=(ICCIEC)IECβR
  • IB=ICCβF+IECβR
  • IE=ICCβF(ICCIEC)

Come puoi facilmente vedere ora, figura in modo abbastanza evidente nella modellazione BJT più elementare e di primo livello. E non si ferma qui. È presente in EM1 (prospettiva CC), EM2 (DC più accurato con 3 nuovi resistori a valore costante in ogni derivazione, modellazione del 1 ° ordine di memorizzazione della carica per frequenza e tempo), EM3 (modulazione della larghezza di base - effetto iniziale, variazione del guadagno di corrente diretta con corrente di collettore, altri miglioramenti DC e AC, ecc.), Gummel-Poon (basewidth mod eVBCβvs I, AC e variazioni con temperature ambiente, ecc.), versioni modificate di quelle e persino nei modelli più recenti. Non sei ancora stato esposto nemmeno al primo livello di modellazione BJT. È tutto. Questo perché per molte (se non la maggior parte) delle esigenze, è possibile semplificare ulteriormente il modello base BJT EM1 e ignorarlo un po 'e comunque cavarsela, okay.


Divulgazione completa: le tre immagini mostrate sopra sono state prese direttamente da "Modeling The Bipolar Transistor" di Ian Getreau, che originariamente è stato scritto intorno al 1974 da Ian, poi un dipendente di Tektronix (che all'epoca aveva un "STS" [sistemi di test a semiconduttore] divisione.) Ho ricevuto la mia prima copia del libro nel 1979, quando ho iniziato come dipendente alla Tektronix. Da allora Ian si è assicurato i diritti di Tektronix (nel 2009) e li ha ripubblicati attraverso Lulu. Quindi è ancora disponibile oggi. [Non ho mai incontrato Ian né ricevo nulla da lui per le vendite del libro o per qualsiasi altro motivo. Ma l'ho aiutato a ripubblicarlo perché il libro è unico e doveva essere nuovamente disponibile.] La metà del suo libro è dedicata a varie tecniche che è possibile utilizzare per estrarre, attraverso l'esperimento,


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Risposta eccellente. Di certo c'è molto da fare dietro le quinte in quasi tutto oltre i modelli più semplici e facilmente calcolabili a mano.
user2943160

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In realtà ho lavorato con Ian Getreu (è locale per me) per pubblicare il suo libro sul BJT. È unico - nient'altro dal momento che può sostituire averne una copia. È stato originariamente pubblicato (e distribuito gratuitamente) da Tektronix, nel 1976, quando Tek aveva la sua divisione STS (semiconductor test systems). Il titolo è "Modellazione del transistor bipolare". Personalmente, penso che sia un libro da avere e da studiare. Ti aiuta davvero a capire le cose. Dopo la teoria e i dettagli pratici, la seconda metà copre molti, molti modi per impostare ed estrarre i dettagli dei parametri anche da un BJT. Niente di simile.
Jon

Fantasia. Se avessi fatto molte più cose analogiche, avrei sicuramente voluto una copia. Soprattutto se ho lavorato nella parte della società di test e misura che costruisce sistemi STS. Tuttavia, sono (felicemente) sul lato digitale dello sviluppo che si trova in un'area di applicazione piuttosto diversa.
user2943160

Non è un libro popolare! ;) E non penso che la maggior parte delle persone abbia davvero bisogno di sapere molto su un BJT per sopravvivere nella vita. Ma almeno Lulu ce l'ha a disposizione, ora. (Non ho alcun interesse finanziario per il libro - Ian ottiene tutto.) Era discreto per alcuni decenni prima. Grazie anche per il gentile commento.
Jon

Ovviamente, puoi semplicemente scrivere Vbc in termini di Vbe e Vce ... Vbc è in genere escluso perché sono necessarie solo due tensioni differenziali per conoscerle tutte e tre.
jbord39,
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