Bipolaire transistor beschrijving probleem

[Griertens]

Beste electrotechniekers,

Ik ben bezig met een vak ivm elektronische basisschakelingen. Het specifieke onderwerp is de bipolaire transistor.Ik ben hier echter serieus in de war bij de wiskundige beschrijving. (laten we een NPN model gebruiken dooheen de redenering)

De transistor wordt bepaald door een parameter Béta(volledig afhankelijk van de constructie en meegegeven door de fabrikant) :

Er word een positieve spanning aangelegd op de Basis(B) en de collector© wordt aan een positieve stroombron gekoppeld. Omdat er electronen door de spanning Vbe uit de emitter(E) stromen is er een stroom Ib maar de meeste electronen gaan door de dunne B-laag dus er is een stroom Ic. Er is een vaste verhouding tussen Ic en Ib nl. Ic=Béta.Ib.

Waardoor Ice = (1 + béta)Ib

Samengevat tot nu toe :

*Vb is bepalend voor de stroom Ice

*Door de betrekking Ice=(1+béta)Ib Is Ib ook gekoppeld aan Ice en dus aan de input Vb

Ice kan als de output beschouwd worden(door een weerstand meestal omgezet naar een spaningsoutput)

Wat dus ontbreekt aan de beschrijving is een concreet verband tussen Vb en Ice en wordt gegeven door Ice=Is.exp(Vb/(kT/q)).

De bedenkingen:

----------------------

1) de betrekking Ice=Is.exp(Vb/(kT/q)) geeft in wezen een rechtstreekse beschrijving tussen ingang en uitgang. De formules die daarvoor staan vermeld lijken dan allen nog tot nut te hebben om Ib te bepalen(relevantie ? )

2)Er word meestal gegeven dat Vbe gelijk is aan 0.7 volt(omdat hier het exponentiele gedrag in werking is). Wat is dan nog het hele nut ? was Vbe nu niet net de input van het circuit?

3) meestal is er aan de bron van de input nog een inwendige weerstand gekoppeld. De echte spanning die dan aan de basis komt te liggen(Vb) is dan afhankelijk van Ib. Dit leidt toch tot een onoplosbare lus ? Vin -> Vb onbepaalbaar -> Ice onbepaalbaar-> Ib onbepaalbaar en het is net Ib die we moeten hebben om Vb te kunnen bepalen.

Ik krijg geen orde geschept in het hele zaakje. Kan iemand me AUB helpen, ik heb al veel literatuur doorgenomen op het internet maar graak er echt niet wijzer uit.

Bedankt!

[317070]

1) de betrekking Ice=Is.exp(Vb/(kT/q)) geeft in wezen een rechtstreekse beschrijving tussen ingang en uitgang. De formules die daarvoor staan vermeld lijken dan allen nog tot nut te hebben om Ib te bepalen(relevantie ? )

Hmm, maar er zijn nog veel meer dingen. Wat zou er gebeuren als Vc < Ve is bijvoorbeeld?

2)Er word meestal gegeven dat Vbe gelijk is aan 0.7 volt(omdat hier het exponentiele gedrag in werking is). Wat is dan nog het hele nut ? was Vbe nu niet net de input van het circuit?

Ja, en wat gebeurt er als Vbe<0.7? Dan is de werking helemaal anders. Bovendien is de input eenmaal Vbe>0.7 vooral Ib, en die moet door iets anders geregeld worden. Bijvoorbeeld door een weerstand zoals je zelf voorstelt in 3)

3) meestal is er aan de bron van de input nog een inwendige weerstand gekoppeld. De echte spanning die dan aan de basis komt te liggen(Vb) is dan afhankelijk van Ib. Dit leidt toch tot een onoplosbare lus ? Vin -> Vb onbepaalbaar -> Ice onbepaalbaar-> Ib onbepaalbaar en het is net Ib die we moeten hebben om Vb te kunnen bepalen.

Teken het verband eens op een grafiek. Vb i.f.v. Ib. Voor de weerstand is dat eenvoudig, voor de transistor krijg je een kromme. Resultaat: 1 snijpunt.

Je kunt echter niet eerst Ib bepalen en dan Vb, die 2 hangen altijd samen. Het is dus geen vicieuze cirkel, maar een stelsel.

Als je nog vragen hebt, schiet maar raak. Ik heb net 13h aan dit netwerkje van 6 transistoren zitten tekenen. Ik kan je garanderen dat het belangrijk is dat je transistoren echt goed begrijpt.

[EvilBro]

1) de betrekking Ice=Is.exp(Vb/(kT/q)) geeft in wezen een rechtstreekse beschrijving tussen ingang en uitgang. De formules die daarvoor staan vermeld lijken dan allen nog tot nut te hebben om Ib te bepalen(relevantie ? )

Als ik je nou vertel dat ik een schakeling heb waarbij ik op de basis een bepaalde stroom injecteer, hoe ga je deze formule dan gebruiken?

2)Er word meestal gegeven dat Vbe gelijk is aan 0.7 volt(omdat hier het exponentiele gedrag in werking is). Wat is dan nog het hele nut ? was Vbe nu niet net de input van het circuit?

Vbe is ongeveer 0.7 als de BJT zich in het normale werkingsgebied bevindt. 'Ongeveer' is hier het belangrijke woord. Een kleine variatie in Vbe heeft grote gevolgen voor de stroom Ic en te grote gevolgen voor de stroom zorgen er meestal voor dat de BJT uit zijn normale werkingsgebied gaat (waarmee de 0.7 dus niet meer te gebruiken is). De 0.7-vuistregel is volgens mij bedoeld zodat je snel een inschatting kan maken van de spanning Vb of Ve (afhankelijk van welke je al kent).

3) meestal is er aan de bron van de input nog een inwendige weerstand gekoppeld. De echte spanning die dan aan de basis komt te liggen(Vb) is dan afhankelijk van Ib. Dit leidt toch tot een onoplosbare lus ? Vin -> Vb onbepaalbaar -> Ice onbepaalbaar-> Ib onbepaalbaar en het is net Ib die we moeten hebben om Vb te kunnen bepalen.

Hoewel menig tentamenvraag misschien onoplosbaar lijkt is dat toch echt niet zo. Heb je een plaatje van zo'n onoplosbare schakeling?