Apa itu beta (β) dalam BJT

Dalam transistor junction bipolar, faktor yang menentukan tingkat sensitivitas perangkat terhadap arus basis, dan tingkat amplifikasi pada kolektornya disebut beta atau hFE. Ini juga menentukan penguatan perangkat.

Dengan kata lain, jika BJT menggunakan arus yang relatif lebih tinggi untuk mengalihkan beban kolektornya secara optimal maka BJT memiliki arus yang rendah b (beta), sebaliknya jika mampu mengalihkan arus kolektor terukur secara optimal menggunakan arus basis yang lebih rendah, maka beta-nya dianggap tinggi.

Pada artikel ini kita akan membahas tentang beta ( b ) dan apa hFE dalam konfigurasi BJT. Kita akan menemukan persamaan antara beta ac dan dc, dan juga membuktikan melalui rumus mengapa faktor beta sangat penting dalam rangkaian BJT.

Sirkuit BJT di mode bias dc membentuk hubungan melintasi kolektor dan arus basis I C dan saya B melalui kuantitas yang disebut beta , dan itu diidentifikasi dengan ekspresi berikut:

b dc = saya C / saya B ------ (3.10)

di mana kuantitas ditetapkan pada titik operasi tertentu pada grafik karakteristik.

Dalam rangkaian transistor nyata, nilai beta untuk BJT tertentu biasanya bervariasi dalam kisaran 50 hingga 400, di mana perkiraan kisaran menengah menjadi nilai yang paling umum.

Nilai-nilai ini memberi kita gambaran tentang besarnya arus antara kolektor dan basis BJT.

Lebih tepatnya, jika sebuah BJT ditentukan dengan nilai beta 200, menandakan bahwa kapasitas arus kolektornya I C adalah 200 kali lebih arus basis I B.

Ketika Anda memeriksa lembar data, Anda akan menemukan bahwa file b dc dari transistor direpresentasikan sebagai hFE.

Dalam istilah ini surat itu h terinspirasi dari kata hybrid seperti pada transistor h Rangkaian ybrid ekuivalen ac, kita akan membahas lebih lanjut tentang ini di artikel kami yang akan datang. Para langganan F di ( hFE ) diekstrak dari frasa f amplifikasi orward-current dan istilahnya AKU S diambil dari frase umum- aku s mitter dalam konfigurasi common-emitter BJT.

Ketika arus bolak-balik atau ac terlibat, besaran beta dinyatakan seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Secara formal, istilahnya b untuk c disebut sebagai faktor amplifikasi arus maju pemancar-umum.

Karena dalam rangkaian emitor-umum, arus kolektor biasanya menjadi keluaran dari rangkaian BJT, dan arus basis bertindak seperti masukan, amplifikasi faktor diekspresikan seperti yang ditunjukkan pada nomenklatur di atas.

Format persamaan 3.11 sangat mirip dengan format Sebuah dan seperti yang dibahas di awal kami bagian 3.4 . Pada bagian ini kami menghindari prosedur penentuan nilai Sebuah dan dari kurva karakteristik karena kompleksitas yang terlibat dalam mengukur perubahan asli antara I C dan saya AKU S melewati kurva.

Namun, untuk persamaan 3.11 kami menemukan mungkin untuk menjelaskannya dengan beberapa kejelasan, dan lebih jauh itu juga memungkinkan kami untuk menemukan nilai Sebuah dan dari derivasi.

Di lembar data BJT, b dan biasanya ditampilkan sebagai hfe . Di sini kita dapat melihat bahwa perbedaannya hanya pada huruf fe , yang menggunakan huruf kecil dibandingkan dengan huruf besar yang digunakan untuk b dc. Di sini juga huruf h digunakan untuk mengidentifikasi h seperti dalam kalimat h sirkuit ekivalen ybrid, dan fe diturunkan dari frase f keuntungan arus orward dan umum- aku s konfigurasi mitter.

Gambar 3.14a menunjukkan metode terbaik untuk mengimplementasikan Persamaan.3.11 melalui contoh numerik, dengan sekumpulan karakteristik, dan ini dihasilkan lagi pada Gambar 3.17.

Sekarang mari kita lihat bagaimana kita bisa menentukan b dan untuk wilayah dengan karakteristik yang diidentifikasi oleh titik operasi yang memiliki nilai I B = 25 μa dan V. INI = 7,5 V seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.17.

Aturan yang membatasi V INI = konstanta menuntut garis vertikal ditarik sedemikian rupa sehingga memotong titik operasi di V. INI = 7,5 V. Ini membuat nilai V INI = 7,5 V agar tetap konstan di sepanjang garis vertikal ini.

Variasi dalam I B (ΔI B ) sebagaimana terlihat dalam Persamaan. 3.11 secara konsekuen dijelaskan dengan memilih beberapa titik pada kedua sisi titik-Q (titik operasi) sepanjang sumbu vertikal yang memiliki jarak kira-kira seragam pada kedua sisi titik-Q.

Untuk situasi yang ditunjukkan, kurva yang melibatkan besaran I B = 20 μA dan 30 μA memenuhi persyaratan dengan tetap dekat dengan titik-Q. Ini selanjutnya menetapkan tingkat I B yang didefinisikan tanpa kesulitan alih-alih membutuhkan kebutuhan untuk menginterpolasi I B tingkat antara kurva.

Mungkin penting untuk dicatat bahwa hasil terbaik biasanya ditentukan dengan memilih ΔI B sekecil mungkin.

Kita bisa mengetahui dua besaran IC di tempat di mana dua perpotongan I B dan sumbu vertikal berpotongan dengan menggambar garis horizontal melintasi sumbu vertikal dan dengan mengevaluasi nilai yang dihasilkan dari I C.

Itu b dan ditetapkan untuk wilayah tertentu kemudian dapat diidentifikasi dengan menyelesaikan rumus:

Nilai b dan dan b dc dapat ditemukan cukup dekat satu sama lain, dan oleh karena itu keduanya dapat sering dipertukarkan. Berarti jika nilai b dan diidentifikasi, kami mungkin dapat menggunakan nilai yang sama untuk menilai b dc juga.

Namun, ingatlah bahwa nilai-nilai ini dapat bervariasi di seluruh BJT, meskipun berasal dari batch atau lot yang sama.

Biasanya, kesamaan nilai kedua beta tergantung pada seberapa kecil spesifikasi I CEO untuk transistor tertentu. I lebih kecil CEO akan menghadirkan kesamaan yang lebih tinggi dan sebaliknya.

Karena preferensi adalah memiliki paling sedikit I CEO nilai untuk BJT, kemiripan ketergantungan dari dua beta ternyata kejadian asli dan dapat diterima.

Jika kita memiliki karakteristik yang muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3.18, kita akan memiliki b dan serupa di semua wilayah karakteristik,

Anda dapat melihat bahwa langkah saya B ditetapkan pada 10µA dan kurva memiliki ruang vertikal identik di semua titik karakteristik, yaitu 2 mA.

Jika kita mengevaluasi nilai b dan pada titik-Q yang ditunjukkan, akan menghasilkan hasil seperti di bawah ini:

Hal ini membuktikan bahwa nilai beta ac dan dc akan identik jika karakteristik dari BJT tampak seperti pada Gambar 3.18. Secara khusus, kita dapat melihat di sini bahwa I CEO = 0µA

Dalam analisis berikut, kita akan mengabaikan subskrip ac atau dc untuk beta hanya untuk menjaga simbol tetap sederhana dan bersih. Oleh karena itu untuk setiap konfigurasi BJT, simbol β akan dianggap sebagai beta untuk perhitungan ac dan dc.

Kami telah membahas tentang alpha di salah satu posting kami sebelumnya . Sekarang mari kita lihat bagaimana kita dapat membuat hubungan antara alfa dan beta dengan menerapkan prinsip dasar yang dipelajari sejauh ini.

Menggunakan β = I C / I B

kita mengerti B = Saya C / β,

Demikian pula untuk istilah alpha juga, kita dapat menyimpulkan nilai berikut:

α = I C / I AKU S , dan saya AKU S = Saya C / α

Oleh karena itu, mengganti dan mengatur kembali istilah-istilah tersebut kita temukan hubungan berikut:

Hasil di atas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.14a . Beta menjadi parameter penting karena memungkinkan kami mengidentifikasi hubungan langsung antara besaran arus di seluruh tahapan input dan output untuk konfigurasi common-emitter. Hal ini dapat diketahui dari evaluasi berikut:

Ini menyimpulkan analisis kami tentang apa itu beta dalam konfigurasi BJT. Jika Anda memiliki saran atau informasi lebih lanjut, silakan bagikan di bagian komentar.