Alhliða leiðbeiningar um HFE í smári

Transistors eru mikilvægir þættir í nútíma rafeindatækjum, sem gerir kleift að magna og stjórna merkjum.Þessi grein kippir sér í þekkingu í kringum HFE, þar með talið hvernig á að velja HFE gildi smára, hvernig á að finna HFE og ávinning mismunandi tegunda smára.Með könnun okkar á HFE öðlumst við dýpri skilning á því hvernig smári vinna og hlutverk þeirra í rafrænum hringrásum.

Transistors skiptir sköpum í nútíma rafeindatækjum, sem gerir kleift að magna og stjórna merkjum.Þessi grein kippir sér í þekkingu í kringum HFE, þar með talið hvernig á að velja HFE gildi smára, hvernig á að finna HFE og ávinning mismunandi gerða smára.Með könnun okkar á HFE öðlumst við dýpri skilning á því hvernig smári vinna og hlutverk þeirra í rafrænum hringrásum.

Í sameiginlegri uppstillingu er framsóknarstraumur tvíhverfa mótum smára (BJT) þekktur sem HFE.Þessi víddarlausa vísitala mælir getu smára til að magna straum.

Nánar tiltekið er hann hlutfall safnstraums smári og grunnstraumur þess.Til dæmis, ef HFE gildi smára er 100, þá þýðir það að fyrir hverja 1mA aukningu á grunnstraumi mun safnstraumurinn aukast um 100mA.

Þetta einkenni gerir HFE að lykilbreytu við hönnun BJT hringrásar.Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að jafnvel smárar af sama líkani geta haft veruleg afbrigði í HFE gildi þeirra.Þess vegna ætti hringrásarhönnun ekki eingöngu að treysta á nákvæm HFE gildi fyrir rétta notkun.

Til að skilja DC -hagnaðinn, einnig þekktur sem beta (β) eða HFE, af geðhvarfasýki smáatriðum (BJT), köfum við í mælingaraðferð þess.HFE er hlutfall DC Collector Current (IC) og DC Base Current (IB), tjáð með einföldu formúlunni HFE = IC/IB.

Venjulega myndirðu fylgja þessum skrefum:

1. Undirbúðu hringrásina

Áður en þú byrjar, verður þú að smíða hringrás sem getur nákvæmlega stjórnað straumnum sem flæðir til grunnsins og mælt samtímis strauminn sem flæðir út úr safnaranum.Þetta felur venjulega í sér að tengja þekkta viðnám við grunninn og beita nákvæmri spennu.Þetta skref er grundvallaratriði í tilrauninni og krefst nákvæmrar aðgerðar til að tryggja nákvæmni síðari mælinga.

2. Mæla grunnstraum (IB)

Grunnstraumurinn er reiknaður með því að mæla spennufallið yfir viðnám sem er tengdur við grunninn.Með því að nota lög Ohm (V = IR) getum við reiknað strauminn sem flæðir í gegnum grunninn með þekktu viðnámsgildinu og spennufalli.Þetta ferli krefst nákvæmra spennumælinga, þar sem allar villur geta haft áhrif á lokamælingu.

3. Mæla safnara straum (IC)

Svipað og að mæla grunnstrauminn, felur í sér að mæla safnstrauminn í að mæla spennufallið yfir þekkt viðnám sem er sett í slóð safnara.Með því að beita lögum Ohms aftur getum við ákvarðað magn straumsins sem flæðir í gegnum safnarann.Þetta skref krefst sömu athygli og nákvæmni og það fyrri.

4. Reiknið HFE gildi

Með mældu gildi grunnstraums og safnstraums, sem skiptir safnstraumnum með grunnstraumnum skilar HFE gildi.Þetta hlutfall sýnir getu smára til að magna strauminn við DC aðstæður.

Sjónarmið

Það er mikilvægt að hafa í huga að hann er ekki fast gildi.Það getur verið breytilegt eftir sérstökum smári sem notaður er, breytingar á umhverfishita og sveiflum í safnstraumi.Þess vegna, í hringrásarhönnun, skiptir sköpum að treysta ekki of mikið á fast HFE gildi til að forðast óstöðugan hringrás.

DC ávinningur tvíhverfa mótum smára (BJT) er mikilvægur mælikvarði til að mæla getu þeirra til að magna straum, nauðsynlegur fyrir rafræna hringrás og notkun.Hér eru nokkrir þættir í mikilvægi HFE gildi:

Mögnun: HFE gildi hefur bein áhrif á magnunargetu smára.Í mörgum hringrásarhönnun eru smárar notaðir til að magna veik merki, með umfangi HFE sem ákvarðar stig mögnun: því hærra sem HFE gildi er, því meira er borið fram mögnun inntakstraumsins.

Hlutdrægni: Þegar hlutdrægni er smári, þ.e.a.s. að setja rekstrarástand sitt, er HFE gildi notað til að reikna grunnstrauminn sem þarf til að ná ákveðnum safnstraumi, sem skiptir sköpum fyrir stöðugan hringrás.

Hringrásarhönnun: Í hringrásarhönnunarferlinu, sérstaklega í stillingum sem fela í sér algengan magnara magnara, er magn magnara í réttu hlutfalli við HFE gildi, sem gerir skilning á HFE ómissandi til að hanna skilvirkar hringrásir.

Skipta um forrit: Í stafrænum hringrásum og öðrum forritum þar sem smára er notuð sem rofar, tryggir HFE gildi að smári getur í raun kveikt eða slökkt á eða slökkt á tilteknum grunnstraumi, sem er afgerandi fyrir áreiðanleika hringrásarinnar.

Vegna breytileika í framleiðsluferlinu geta jafnvel smárar af sama líkani haft mismunandi HFE gildi og þessi gildi geta breyst með hitastigi og rekstrarskilyrðum.Þess vegna treysta verkfræðingar yfirleitt ekki á fast HFE gildi til að tryggja rétta hringrás.Í staðinn tryggja þeir að hringrásin geti starfað stöðugt yfir áætlaðan svið HFE gildi, aðferð sem hjálpar til við að ná öflugri og áreiðanlegri hringrásarhönnun.

Venjulega er að finna HFE gildi tiltekins smára í smáatriðum framleiðanda, sem greinir frá tæknilegum breytum smára.Þetta felur í sér hámarksafl sem smári þolir, núverandi afkastageta hans, hámarksspenna og HFE gildi vaxta.

Hins vegar er vert að taka fram að HFE gildi í gagnablöðum er venjulega gefið sem mögulegt svið frekar en nákvæm tala.Ástæðan á bak við þetta er sú að minniháttar munur á framleiðsluferlinu þýðir að jafnvel smárar af sama líkani geta haft mismunandi HFE gildi.Að auki getur HFE gildi smára verið mismunandi við mismunandi rekstrarskilyrði (svo sem breytingar á hitastigi eða breytileika í safnstraumi).

Ef þú þarft að vita nákvæmlega HFE gildi tiltekins smári við sérstakar aðstæður þarftu að mæla það sjálfur.Þetta ferli felur í sér að beita þekktum straumi á grunn smára og mæla síðan safnstrauminn sem myndast.Byggt á þessum tveimur gildum geturðu reiknað út HFE gildi.Til að einfalda þetta ferli eru til sérhæfð tæki til að mæla smári HFE.

Þó að HFE gildi sé dýrmæt tilvísun, þá er ekki góð stefna að treysta á sérstakt HFE gildi við hönnun hringrásar.Raunverulegt HFE gildi smári getur sveiflast verulega, þannig að hringrásarhönnun ætti að tryggja að hringrásin geti starfað stöðugt innan áætlaðs sviðs HFE gildi, frekar en að laga á tiltekið gildi.Þessi aðferð hjálpar til við að skapa öflugri og áreiðanlegri rafrænni hönnun.

Í rafeindatækni tölum við oft um „ávinning“, sem er staðall til að mæla mismuninn á milli framleiðsla og inntaks.Fyrir smára birtist þessi munur í ýmsum gerðum ávinnings, allt eftir sérstökum stillingum og breytum smári.

Tvær tegundir núverandi ávinnings

Beta (β) eða HFE:

Þegar við tölum um beta (β) eða HFE í geðhvarfasýki (BJT) vísum við til núverandi ávinnings í sameiginlegri uppstillingu.Ímyndaðu þér að mæla DC sem flæðir í gegnum safnara smári (IC) og bera það saman við DC sem fer inn í grunninn (IB).Ss -gildi er afleiðing þessa hlutfalls sem hefur bein áhrif á það hvernig smári eykur strauminn.NPN smárar nota ß, en PNP smárar nota ß '.

hann:

Svipað og HFE leggur HFE áherslu á lítinn stigstraum en að þessu sinni við AC aðstæður, þ.e.a.s. við aðstæður stöðugt að breyta straumum og spennu.Það er venjulega mælt á ákveðinni tíðni og sýnir hvernig smári meðhöndlar hratt merki.

Aðrar mikilvægar tegundir af ávinningi

Alpha (α):

Alfa ávinningur sést í algengri uppstillingu, þar sem DC Collector straumur (IC) er borinn saman við DC sendisstrauminn (IE).Flestir smárar hafa α gildi mjög nálægt 1, sem þýðir að straumurinn flytur nær eingöngu frá sendandanum yfir í safnara.

Spennuaukning (AV):

Næst beinist spennuaukning (AV) að hlutfall framleiðsluspennunnar og innspennu.Að skilja spennuhagnað er lykilatriði þegar greint er frá afköstum magnara hringrásar, þar sem það segir okkur hversu oft magnarinn getur aukið inntaksmerkið.

Kraftávinningur (AP):

Að lokum er kraftur (AP) afar mikilvægur í orkuforritum og mælir hlutfall framleiðsluorku og inntaksafls.Þessi færibreytur á sérstaklega við til að meta árangur hringrásar eins og rafmagns magnara.

HFE gildi smári, einnig þekkt sem β, er lykilvísir um getu þess sem magnara.Einfaldlega sagt, það segir okkur hversu oft smári getur magnað grunnstrauminn (IB) til að mynda stærri safnstraum (IC).Hægt er að lýsa þessu ferli með einfaldri jöfnu: ic = hfe * ib = β * ib.

Ímyndaðu þér, ef þú leggur inn 1MA (Milliampere) straumsins í grunn smári, og HFE gildi smára er 100, fræðilega séð myndi safnstraumurinn aukast í 100mA (Milliampere).Þessi aukning endurspeglar ekki aðeins hlutverk smári sem núverandi magnari heldur sýnir hann einnig hvernig það getur umbreytt minniháttar breytingar í verulegar framleiðsla.

Þrátt fyrir að við teljum venjulega HFE gildi smári vera innan ákveðins fastra sviðs, svo sem 10 til 500, í raun, hefur þetta gildi áhrif á þætti eins og breytingar á hitastigi og spennusveiflum.Þess vegna, jafnvel fyrir smára af sömu líkani, geta HFE gildi verið mismunandi.

Beinasta aðferðin til að ákvarða sérstakt HFE gildi smára er að ráðfæra sig við gagnablað framleiðanda.Samt sem áður veita gagnablöð venjulega svið fyrir HFE gildi frekar en ákveðna tölu.Þetta endurspeglar þá staðreynd að þrátt fyrir nákvæmni framleiðslutækni er það krefjandi að tryggja sömu HFE gildi fyrir hvern smári.Þannig bjóða framleiðendur úrval af mögulegum HFE gildi.

Miðað við eðlislægan breytileika HFE verður að hanna stöðugan og fyrirsjáanlegan smára hringrás áríðandi.Þetta þýðir að hönnuðir þurfa að gera grein fyrir hugsanlegum sveiflum í HFE, að tryggja að hringrásin geti haldið stöðugum afköstum jafnvel þegar HFE gildi breytast.Þessi hönnunarstefna hjálpar til við að vinna bug á ófyrirsjáanleika frammistöðu smára og tryggir áreiðanlegan rekstur hringrásar.

• - Skilgreining: Sameiginleg-emitter magnunarstuðull, sem táknar hlutfall smára safnstraums og grunnstraums (HFE = IC/IB)
• - Dæmigert svið: á við um 10 til 500 sinnum, með flest gildi við 100
• - Breytileiki: Það getur verið marktækur munur á smári af sömu gerð
• - Hitastig stöðugleiki: Áhrif af hitastigi, HFE minnkar með hækkandi hitastigi
• - Núverandi stöðugleiki: gerir safnstraumi kleift að vera breytilegur án þess að aukast verulega með safnstraumi
• - Hagnað villa: Fyrir tvíhverfa smári ávinning, eru frávik og offset mikilvæg fyrir afköst tækisins
• - Stöðugleiki umhverfisins: Notaður fyrir mikinn fjölda smára, þar sem smári HFE getur haft veruleg áhrif
• - Náttúruleg demping: Í litlum straumstraumum leiðir náttúruleg demping til lækkunar á HFE gildi til að tryggja stöðugan árangur
• - Notkun í hringrásum: mikið notað í hringrásarhönnun, til dæmis til að ákvarða stöðugt rafmagn í smára safnrásarrásum

Þegar við kafa dýpra í hvernig smári höndla núverandi, erum við að greina árangur þeirra á mismunandi rekstrarsvæðum.Hvert svæði táknar sérstakan notkunaraðferð fyrir smári og í þessum stillingum er núverandi ávinningur - getu smára til að magna - varir.Við skulum skoða þessi vinnusvæði nánar:

1. Virkt svæði (línulegt svæði)

Þetta er þar sem töfra smára sem magnara gerist.Á þessu svæði sýnir grunnur og emitter basar framsóknar - ímynda hurð örlítið, sem gerir straum kleift að komast í gegnum.Á sama tíma eru grunnurinn og safnari öfug hlutdrægir, í ætt við aðra hurð sem lokað er og kemur í veg fyrir að straumur streymi í ranga átt.Í þessari uppsetningu getur straumur streymt frá safnaranum til sendandans, þar sem núverandi ávinningur (HFE eða ß) gegnir lykilhlutverki hér og ákvarðar stig merkismögnun.

2. Mettunarsvæði

Mettunarsvæðið er ríkið þar sem smári er að fullu starfrækt, þar sem bæði grunn-til-emitter og grunn-til-safnara tengingar eru framsæknar.Ímyndaðu þér það sem fullkomlega opið vatnshlið, sem leyfir vatni (straumi) að flæða frjálslega.Þegar straumurinn hefur náð mörkum sínum, jafnvel þó að grunnstraumurinn haldi áfram að aukast, mun rennandi straumur ekki aukast frekar.Þetta er svokallað mettun ástand-smári virkar eins og lokaður rofi sem getur ekki opnað frekar.

3. Skerið svæði

Að síðustu er afskurðarsvæðið stillingin þar sem slökkt er á smári og kemur í veg fyrir að straumur fari í gegnum.Hér eru bæði grunn-til-emitter og base-to-Collector Connections öfug hlutdræg, eins og tvær hurðir lokaðar, stöðva öll núverandi flæði.Í þessu ástandi, þar sem grunnstraumurinn er núll, er safnstraumur náttúrulega einnig núll, sem gerir strauminn fræðilega núll.

Hvernig hitastig hefur áhrif á HFE

Þegar þú notar smári muntu komast að því að HFE, eða núverandi ávinningur/magnunarstuðull hans, breytist með umhverfishitastiginu í kring.Almennt, þegar hitastigið hækkar, hefur hann tilhneigingu til að minnka.Þetta þýðir að þegar flytur í umhverfi með verulegum sveiflum er notað er þörf á sérstökum athygli.Hitastigshækkunin getur leitt til minni árangurs og stöðugleika smára, sem hefur áhrif á hringrásarhönnun þína og loka notkun.

Áhrif núverandi breytileika safnara á HFE

Í reynd er HFE smári ekki fast gildi.Það minnkar smám saman þegar safnstraumur (IC) eykst.Þetta þýðir að skilningur á breytileika HFE skiptir sköpum í hringrásarhönnun þar sem safnstraumur getur verið breytilegur.Það tengist beint heildarafköstum hringrásarinnar, sem gæti haft áhrif á breytingar á HFE.

Öldrun, niðurbrot og áhrif þeirra á HFE

Með tímanum geta öldrun og niðurbrotsáhrif á notkun smára leitt til breytinga á HFE.Þessar breytingar geta stafað af ýmsum þáttum, þar með talið langtíma notkun, slæmum umhverfisaðstæðum eða rafmagnsálagi.Í forritum þar sem afköst er stranglega krafist, miðað við langtíma stöðugleika smára HFE með tímanum verður sérstaklega mikilvægur.Að tryggja stöðugleika HFE er lykillinn að því að viðhalda stöðugri eðlilegri notkun hringrásarinnar.

Í framsetningu strauma smára strauma eru mörg tákn notuð, hvert endurspeglar annan þátt núverandi ávinnings:

Beta (β): Beta (β) er hefðbundið tákn fyrir framvirkan ávinning smári, fyrst og fremst kynnt á rafeindahringnum.

Hann: Hann er sérstök tákn sem notuð er til að lýsa straumi smáatriða í sameiginlegri-emitter stillingu, þar sem „H“ vísar til litlu merkisástands færibreytunnar, „F“ táknar framsendingareinkenni og „E“ stendur fyrir algengan sendaraStillingar.Hann jafngildir í meginatriðum beta-gildi litlu merkja og sést almennt í smára gagnablöðum og útreikningum á hringrásarhönnun.

Þó að HFE, hann og beta séu öll notuð skammstafanir, þá eru hann og hér oftar séð í tæknilegum skjölum.Vegna verulegs munar á núverandi ávinningi milli mismunandi smára hafa þessar tákn oft meira fræðilega þýðingu.Þess vegna er mikilvægt fyrir hönnun á hvaða smári hringrás, hvort sem það er fyrir smámerkingarforrit eða DC forrit, aðlögun að verulegum breytileika núverandi ávinnings.

Þrátt fyrir að hann og beta séu skyldar mælikvarðar á straumhagnað smára, eru þeir mismunandi í framsetningunni (AC vs. DC), notkun og nafngiftir.Að skilja þennan mun skiptir sköpum fyrir að hanna og greina smára hringrásir á áhrifaríkan hátt.

Þessi grein veitir ítarlega yfirlit yfir núverandi ávinning (HFE) tvíhverfa mótum smára (BJT), lykilmælikvarða sem notaður er til að mæla getu smára til að magna straum.HFE er mælikvarði á hlutfall grunn- og safnstrauma og skiptir sköpum fyrir hönnun rafrásanna sem innihalda BJT.Þó að hægt sé að fá HFE gildi smári úr gagnablað framleiðanda, er mikilvægt að hafa í huga að í reynd er HFE gildi háð framleiðsluferli, hitastigsbreytileika og núverandi sveiflum og getur verið mjög breytilegt.Í stað þess að treysta eingöngu á fast HFE gildi ættu hönnuðir hringrásar að íhuga svið mögulegra breytileika í HFE til að tryggja stöðugleika hringrásar og áreiðanleika.Að auki fjallar greinin um núverandi ávinningsríki á mismunandi rekstrarsvæðum, þáttum sem hafa áhrif á HFE og muninn á HFE og öðrum núverandi ávinningsbreytum eins og HFE og Beta, sem veitir víðtæka skilning á því hvernig smára sjá um núverandi og magna merki.

1.Hvað er núverandi ávinningur smári?

Hlutfall safnstraumsins og grunnstraumsins er kallað núverandi ávinningur táknað sem ßDC eða HFE, fyrir smámátt smára, þetta er venjulega 100 til 300.

2. Hvernig prófarðu hvort smári er slæmur eða góður?

Tengdu neikvæða rannsaka multimeter við grunnútganginn (venjulega svartur rannsaka) og jákvæða (rauða) fyrst við safnara og síðan að sendingunni.Að fá gildi á bilinu ~ 500 -1500 ohm staðfestir rétta notkun smára.

3. Hvernig mælir þú smári með multimeter?

Tengdu neikvæða rannsaka multimeter við grunnútganginn (venjulega svartur rannsaka) og jákvæða (rauða) fyrst við safnara og síðan að sendingunni.Að fá gildi á bilinu ~ 500 -1500 ohm staðfestir rétta notkun smára.