¿Qué sucede cuando bjt beta es infinito?

El BJT del mundo real "ideal" tiene una versión beta no de dos, sino de 200 o más.

Entonces, ¿esto no significa que los BJT de nivel de señal modernos siempre deben cortarse? ¿Y, solo deberíamos usar BJT de 1950 con sus betas bajas? Por supuesto que no.

Ve y construye un diff-amp; Par de cola larga. Funciona bien con infinita beta. Los pares diferenciales se basan en la entrada de voltaje, Vbe1-Vbe2. Su amplificador diferencial infinito-beta no tendrá ninguna corriente de polarización de entrada, similar a los amplificadores operacionales de entrada MOS, sí. Lo mismo con emitter-follower, cascode amps, etc. Todos estos tienen versiones FET, y todos funcionarían mejor si Ib = 0. Quizás incluso los espejos de corriente funcionen (transfiriendo un Vbe, con una corriente infinitesimal? Hmm). En otras palabras, mire dentro de cualquier amplificador operacional BJT y verifique si alguna de las etapas funcionará mal si la ecuación de Ebers-Moll Vbe- - > Ic aún se aplica, pero también el Ib se convirtió en cero para todos los valores de Vbe.

También, lea los capítulos de BJT de Art of Electronic textbook, que nos aconseja evitar el pensamiento distorsionado basado en la fe que se enseña en los cursos para técnicos.

Los ingenieros, en cambio, tratan a los BJT como dispositivos de entrada de voltaje, donde beta representa un factor de fuga no deseado, una impedancia de entrada no infinita causada por un grosor de base no ideal. (Lo ideal sería que el grosor de la base fuera a cero, lo que proporcionaría una impedancia BE infinita, pero no experimentaría un pinchazo).

PS

¿Qué es la 'beta' de un JFET? Hola a todos, diseñen un amplificador de fuente común JFET con una resistencia de serie grande en su cable de compuerta, y luego le envíen una señal de voltaje que crea el número correcto de picoamperes cuando se le da un sesgo de entrada de, digamos, 24V. Ahora respire, o llévelo al exterior, y el cambio en la humedad (fugas en la superficie) lo volverá loco. Es un mal diseño basado en la corriente de compuerta en lugar de la tensión de compuerta. Los mismos problemas se aplican a los diseños BJT, donde podemos ver a Ib como una corriente de fuga no deseada. Por lo tanto, no diseñe con etapas CE aisladas por condensador; Diseño con etapas dif amp. (Heh, yo reparé el amplificador de audio de alta potencia de alguien. ¡Todo fue un op-amplificador gigante construido a partir de discretos! Esto proporciona una respuesta de bajos ideal a DC, sin que se necesiten condensadores para separar las distintas etapas de ganancia de CA. Eso es voltaje filosofía de diseño de entrada.

Aquellos atrapados en "hfe-think" verán el esquema interno de LM741 y retrocederán en confusión, como si estuvieran diseñados por mentes extraterrestres, o tal vez el mismo Satanás. (¡Lo era! Conceptos blasfemos totales, donde los BJT son etapas de entrada de voltaje y el hfe es irrelevante).

PPS

¿Por qué William Shockley describió los BJT como dispositivos controlados por corriente? ¿Por qué se llama "ecuación de Ebers-Moll", cuando Shockley debería haber escrito su artículo? Tal vez simplemente no vio? Especulación: Shockley sabía muy bien que los BJT eran transconductores, pero estaba aterrorizado de que se descartaran sus patentes, porque el transistor había sido patentado 20 años antes y era un FET. Los revisores de patentes y los jueces podrían no ver ninguna diferencia importante entre los BJT de 1945 y los FET de 1925, y rechazar las patentes de Bell Labs basadas en el estado de la técnica. ¿Qué hacer? Fácil: declare que los BJT son de entrada de corriente, totalmente diferentes a los tubos de vacío (y diferentes al MOSFET de Lilienfeld), luego exageran constantemente y en todas partes. Si es verdad, entonces no hay manera de que Shockley pueda publicar sistemas de ecuaciones que demuestren que Vbe determina la barrera de potencial BE, y por lo tanto controla Ie y Ic.

¿Qué sucede cuando bjt beta infinito?

Nada para circuitos bien diseñados.

Beta, o la ganancia actual de un BJT, puede variar significativamente entre las unidades del mismo modelo. La mayoría de las hojas de datos le indican la ganancia mínima garantizada en algunos puntos operativos, pero generalmente no especifican una ganancia máxima. La ganancia real de unas pocas partes en un lote puede ser 10 veces la ganancia mínima garantizada.

Los buenos circuitos funcionan con los transistores desde la ganancia mínima hasta la ganancia infinita. Afortunadamente, eso no es difícil de diseñar. Asegurarse de que el circuito funcione con la ganancia mínima es generalmente la parte que diseña. En la mayoría de los casos, más ganancia simplemente funciona.

Por ejemplo, considere un controlador LED simple:

Digamos que este es un LED verde típico y baja 2.1 V. Imaginemos que el transistor caerá 200 mV en saturación, de modo que deja 2.7 V a través de R2 cuando el LED está encendido. Eso significa que la corriente a través de R2, y por lo tanto la corriente del colector del transistor, es (2.7 V) / (150 Ω) = 18 mA.

Figura 700 mV B-E drop, por lo que deja 2.6 V a través de R1 cuando la salida digital es alta. La corriente base del transistor es por lo tanto (2.6 V) / (2.7 kΩ) = 960 µA.

La ganancia mínima requerida del transistor para que este circuito funcione según lo previsto es, por lo tanto, (18 mA) / (960 µA) = 19. ¿Qué pasaría si la ganancia del transistor fuera 50? Nada significativamente diferente. 50/19 = 2.6, lo que significa que el transistor está recibiendo 2.6 veces más corriente de base que la necesaria para permanecer en saturación. El voltaje de saturación de C-E puede ser un poco menor que la cifra de 200 mV en el peor de los casos que usamos para diseñar el circuito, pero ¿qué hará exactamente? La corriente del LED será un poco más alta. Incluso si el transistor fuera un interruptor perfecto y tuviera un voltaje de 0 C-E cuando estaba encendido, la corriente del LED solo sería de 19.3 mA en lugar de los 18 mA cuando se asumiera una saturación de 200 mV. No sería capaz de ver la diferencia de brillo resultante, incluso en una comparación lado a lado. Habría más variación de brillo entre los LED del mismo lote y debido a la temperatura.

Los circuitos analógicos funcionan de manera similar. Para los amplificadores de emisores comunes, la impedancia de entrada aumenta con la ganancia. Lo que sea que esté activando la entrada del amplificador ya tiene que ser capaz de controlar la impedancia mínima cuando el transistor tenga su ganancia mínima garantizada. Conducir una impedancia más alta no suele ser un problema.

Ciertamente, puede idear casos en los que una ganancia demasiado grande hace que el circuito no funcione, pero un criterio para un buen diseño con BJT es que este no sea el caso. Afortunadamente, esto no suele ser difícil de lograr.

En primer lugar, quiero invitarlo a abordar la pregunta comparando la versión beta en la hoja de datos con la versión beta práctica (la forma en que desvía el transistor o las condiciones del circuito).

Cuando use una versión beta más grande de lo que está escrito en la hoja de datos, pondrá el transistor en modo de corte, porque la corriente del colector es demasiado grande en comparación con la corriente base o la corriente de la base es demasiado pequeña para sostener el colector actual.

Los \ $ h_ {FE} \ $ del transistor se dan como un rango o se enumeran algunos valores para referencia. Al utilizar cualquiera de esos valores, configura el transistor en modo activo. Este se llama "beta lineal". Si usas algo más pequeño, sesgas el BJT para trabajar en la región de saturación cuando se estimula en la siguiente configuración:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Al usar una beta pequeña en comparación con la lineal, es probable que siempre sature el transistor. Todos los efectos solo están relacionados con el esquema anterior.

Tenga en cuenta que ocurre lo contrario para los circuitos en los que se aplica una retroalimentación negativa del colector a la base: una beta más alta puede acercar el BJT a la saturación (créditos para Tony Stewart). Sin embargo, los buenos diseños son independientes de este pequeño parámetro de señal y no están influenciados por él.

  

¿Qué sucede cuando bjt beta infinito? ¿Está en modo saturación o corte o activo?

si es de hecho infinito, puede estar en saturación (para cualquier Ib > 0 - > Ic = infinito) o indefinido (para cualquier Ib = 0 - > Ic = 0 * infinito = indefinido).

para un caso realista de beta grande pero finito, puede ser cualquier cosa.