• Объявления

    • admin

      Анонсы постов вашего блога в группах паяльника   04.09.2016

      Самые интересные посты будут анонсироваться в группах VK и FaceBook. Охват одного поста составляет несколько тысяч человек. Пример анонса записи про книгу Sprint Layout: в группе VK, в группе Facebook.  Поэтому если вы считаете, что ваш пост будет интересен аудитории, то не стесняйтесь - пишите, сделаем пост!
    • admin

      Просьба всем принять участие!   24.11.2017

      На форуме разыгрывается спектроанализатор Arinst SSA-TG LC (цена 18500 руб). Просьба всем перейти по ссылке ниже и принять участие!

Falconist. Мемуары

  • записей
    28
  • комментариев
    719
  • просмотров
    15 228

База-эмиттерный резистор

Falconist

1 589 просмотров

Вопрос, неоднократно поднимаемый на форумах: есть схема ключевого каскада.

Схема 1.jpg

Осциллограмма 3.jpg

Если с номиналом базового (токоограничительного) резистора (в данном случае R3) особых проблем не возникает, для ключевого режима он должен обеспечивать базовый ток не меньше, чем коллекторный (через резистор R1), деленный на коэффициент усиления (h21, бета) данного транзистора (хотя это "не меньше" должно быть НАМНОГО не меньше, что будет показано ниже), то с номиналом базо-эмиттерного резистора R2 возникают существенные непонятки не только у "юных дарований", но даже у казалось бы грамотных и квалифицированных инженеров. Нередки рекомендации ставить его в диапазоне 10...100 кОм (искать ссылки несколько лениво, прошу поверить на слово). Либо вообще не ставить. Последнее наиболее часто можно наблюдать в буржуинских схемах. Поэтому давайте в конце концов разберемся, зачем этот резистор вообще нужен и каким должен быть его номинал.

У биполярного транзистора существует такой паразитный параметр, как неуправляемые коллекторный и базовый токи. Их величина зависит от материала (у германиевых они примерно на порядок больше, чем у кремниевых) технологии (качества изготовления), мощности и т.п. При определенных сочетаниях режимов работы транзистора (высокое напряжение между коллектором и эмиттером, повышенная температура, влияние импульсных помех и др.) эти неуправляемые токи могут привести к самопроизвольному (при)открыванию транзистора с дальнейшим переходом в лавинный режим работы и соответствующими печальными результатами. Чтобы такого не произошло, между базой и эмиттером ставится внешний резистор, через который этот неуправляемый базовый ток и закорачивается. Для кремниевого транзистора такого резистора, как правило, достаточно. Для германиевого - обычно было недостаточно и приходилось подавать через него небольшое запирающее напряжение. Сейчас, поскольку германиевые транзисторы применяются разве что в экзотических схемах, этот момент для них стал неактуален.

С назначением базо-эмиттерного резистора вроде понятно. Так каким же должен быть его номинал? Дома у меня лежат пара бумажных справочников по транзисторам:

1. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / К.М.Брежнева и др.; Под ред. Б.Л.Перельмана.- М.: Радио и связь, 1981.- 656 с.

2. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Б.А.Бородин и др.; Под ред. А.В.Голомедова.- М.: Радио и связь, 1985.- 560 с.

Приведенный ниже сканы взяты из первого из них. Во втором эти данные тоже есть. Давайте внимательно посмотрим в разделе "Максимально допустимые параметры" на такой параметр, как постоянное напряжение коллектор-эмиттер UКЭ max, а именно, условие его измерения - номинал базового резистора RБ (обведено красной рамкой).

для маломощного транзистора КТ104 RБ = 10 кОм.

КТ104.jpg

Для транзистора средней мощности КТ611 RБ = 1 кОм.

КТ611.jpg

Для транзистора большой мощности среднечастотного КТ803 RБ = 100 Ом.

КТ803.jpg

Для транзистора большой мощности высокочастотного КТ913 RБ = 10 Ом (!!!)

КТ913.jpg

А-ФИ-ГЕТЬ!!! Разброс на ТРИ порядка! От 10 кОм до 10 Ом. Конечно же, для каждого типа транзистора значения свои. Так, для ГТ109 его номинал равен 200 кОм; для КТ630 - 3 кОм. Для ГТ122 он равен нулю. И т.д. и т.п. А для МП39...МП42, МП111...116, да и для немалого количества других типов транзисторов (особенно маломощных) его номинал вообще не приведен. Но суть не в этом, а в том, что чем больше мощность транзистора, тем меньший номинал базо-эмиттерного резистора гарантирует, что при любых температурных (и прочих) условиях транзистор самопроизвольно не откроется.

Кстати, пересмотрел десятка два даташитов на буржуинские биполярные транзисторы - ни в одном из них (в разделе Absolute Maximum Rating) не нашел даже упоминания о таком резисторе.

В первом приближении можно принять зависимость между мощностью и номиналами RБ, приведенную выше на сканах: 10 кОм для маломощных, 1 кОм - средней мощности и 100 Ом - для мощных транзисторов. Кроме того, чем выше граничная частота работы данного типа транзистора, тем меньше должен быть номинал RБ.

Естественно, такая зависимость не является догмой. Каждый может сам для себя выбирать, что ему по вкусу. Но именно сам для себя, когда "выбирающий" и отвечает за работоспособность устройства. Если же устройство должно выполнять какие-то критические функции, то выбор "с потолка" становится уже неприемлемым. В действие вступает правило: "Не делайте тяп-ляп. Делайте хорошо. Плохо само получится"!

В 25.12.2014 в 06:59, IMXO сказал:

утверждать стопроцентно не буду, но помоему для расчета RБ в справочниках есть четко оговоренный параметр IКБО от которого и пляшем , падение на RБ принимается равным 0,1в , а дальше обычный закон ома

КТ819 IКБО =1мА - RБ <=100ом

КТ817 IКБО =0,1мА - RБ<=1000ом

кт3117 IКБО =10мкА - RБ<=10000ом

или нет?

IMXO, спасибо за наводку. Очень даже похоже на истину. Только почему-то очень мало кто использует этот параметр для расчета. Лепят отсебятину кто во что горазд. Не сложно ли будет пояснить, откуда взялась цифра 0,1 В?

В 25 грудня 2014 р. в 09:35, IMXO сказал:

скажем так напряжение при котором переход база-эмиттер однозначно закрыт... и ток протекающий через него не может повлиять на ток коллектор-эмиттер при любом разумном Н21е

Отсимулировал этот каскад при отключенном Rб.

Ключевой каскад - схема.jpg

Вот что получилось.

Ключевой каскад - осциллограммы.jpg

Выходит, что транзистор начинает открываться при напряжении на базе, равном 425 мВ (канал "С", красная вертикальная метка Т1). Но это при температуре 20оС! Если она повысится до предельно допустимой (как это сделать в Мультисиме, пока не знаю), скажем, до 150оС, то учитывая, что напряжение на р-п переходе снижается на 2...2,5 мВ/град. получается как раз около 0,1 В.

А теперь я увеличил чувствительность трека "В" (красный), показывающего базовый ток до 50 мВ/дел.

Ключевой каскад - осциллограммы 2.jpg

В точке начала открывания транзистора (Т1) его величина составляет 224 нА (коэффициент преобразования датчика тока составляет 1 В/мА). Еще увеличил чувствительность (до 1 мВ/дел). Переместил маркер Т2 в точку, где базовый ток начинает отклоняться от нуля. Она соответствует базовому напряжению 225 мВ. Делим на 2 (для надежности) - получаем этот самый 0,1 В.

Ключевой каскад - осциллограммы 3.jpg



 

  • Одобряю 2


0 комментариев


Рекомендуемые комментарии

Нет комментариев для отображения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас