Pourquoi le transistor ne commuterait-il pas?

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Je lisais un exemple d'un manuel. Et pour ce circuit ci-dessus, l'auteur affirme que lorsque R3 est inférieur à 100 ohms, Q3 ne commutera pas. Je ne pouvais pas comprendre la "raison" pourquoi. Mais j'ai vérifié auprès de LTSpice que l'auteur avait raison. Il n'explique tout simplement pas la raison.

Si disons que R3 est proche de zéro lorsque Q2 est activé, pourquoi Q3 ne s'allumerait-il pas également?

transistors switches bjt

— user16307
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Vous semblez travailler dur, étudier et analyser cet exemple, il n'y a rien de mal à cela.

— Daniel Tork

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Pour que Q3 s'allume, la chute de tension entre sa base et son émetteur doit être d'environ 0,6 V, ce qui signifie que la même tension doit être baissée sur R3, ce qui signifie que le courant traversant R3 doit être d'au moins I3 = 0,6 V / R3 .

Lorsqu'il y a moins de courant traversant R3, la chute de tension sur R3 est inférieure à la chute de tension minimale de Q3, et Q3 restera éteint.

Pour R3 = 100 Ω, le courant I3 requis serait de 6 mA. Cependant, dans ce circuit, le courant à travers R3 et Q3 est également limité par R2: un courant de 6 mA entraînerait une chute de tension de 19,8 V sur R2, ce qui n'est pas possible avec une alimentation de 15 V.
La plus grande chute de tension possible sur R2 se produit lorsque Q2 est saturé et est d'environ 14 V, ce qui se traduit par un courant maximum possible d'environ 14 V / 3,3 kΩ = 4,2 mA.

— CL.
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"ce qui signifie que la même tension doit chuter sur R3", pourquoi la même tension doit-elle chuter? est-ce parce que kirchoff eq?

— user16307

btw mais lorsque R3 est trop petit, le courant peut augmenter et créer un 0,7 volt pour équilibrer la tension de base de l'émetteur. im confused ..

— user16307

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@jjuserjr Je pense qu'un moyen plus simple de vérifier à peu près si Q3 devrait être allumé ou non serait de voir qu'avec R3 ~ 0, Q3 aurait des niveaux de tension similaires dans son émetteur et sa base, mais comme il s'agit de pnp, l'émetteur devrait être à un potentiel inférieur à la base pour qu'il commence à conduire. S'ils sont à un potentiel similaire, le troisième trimestre serait désactivé.

— user13267

Les extrémités de R3 et la base / émetteur de Q3 sont directement connectées, donc ces points ont toujours la même tension. Le courant passant par R3 ne peut pas être supérieur car R2 ne le permet pas.

— CL.

@ user13267 Lorsque vous avez écrit "puisqu'il s'agit de pnp, l'émetteur devrait être à un potentiel inférieur à celui de la base pour qu'il commence à conduire", je pense que vous vouliez dire que l'émetteur devrait être à un potentiel plus élevé que la base.

— Deepak

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Les transistors PNP lorsque est suffisamment grand. Lorsque vous rendez trop petit, il n'y a pas assez de tension aux bornes de la jonction EB du transistor pour qu'il s'allume. $V_{EB}$ $R_3$

Intuitivement, est identique à la tension aux bornes de . Comme et sont à peu près un diviseur de tension (il y a très peu de courant de base dans ), la tension est si . De toute évidence, lorsque la fraction est trop petite, le transistor ne peut pas se mettre sous . $V_{EB}$ $R_3$ $R_2$ $R_3$ $Q_3$

V_{E B} \approx \frac{R_{3}}{R_{2} + R_{3}} \cdot 15 V \approx \frac{R_{3}}{R_{2}} \cdot 15 V

$V_{EB} \approx \frac{R_3}{R_2 + R_3} \cdot \text{15 V} \approx \frac{R_3}{R_2} \cdot \text{15 V}$

R_{3} << R_{2}

$R_3 << R_2$

R_{3} / R_{2}

$R_3 / R_2$

— Greg d'Eon
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mais lorsque R3 est trop petit, le courant peut augmenter et créer un 0,7 volt pour équilibrer la tension de base de l'émetteur. Je suis confus.

— user16307

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Vous devriez lire en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider pour comprendre pourquoi l'augmentation du courant n'entraînera pas une augmentation de la tension.

— Greg d'Eon

non, je voulais dire que, fondamentalement, le transistor pnp devrait réguler la chute de tension aux bornes, non? quelle que soit la résistance, elle devrait la réguler. pourquoi ne peut-il pas réglementer? et s'il régule le courant de R3, tout ce qui est petit devrait augmenter. c'est ce que je pensais.

— user16307

Nous parlons ici du courant à travers la résistance (c'est-à-dire R3) et non à travers le transistor , ce dernier (seul le courant) étant responsable de la mise sous tension du transistor. Si R3 est trop faible, il n'y a pas assez de tension sur la base pour activer le transistor. Le courant à travers le transistor est donné par R2, pas R3.

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Et en ce qui concerne la réponse de Greg: approximer R3 / (R2 + R3) comme R3 / R2 n'est pas très utile ici, en particulier lors de la conception de ce diviseur de sorte que Q3 passe réellement en saturation.

— Fizz

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Puisque vous êtes confus au sujet du comportement d'activation de Q3 par rapport à R3, considérez le circuit équivalent composé uniquement du diviseur de résistance essentiel (R3 et R2) et de la jonction base-émetteur de Q3:

Je varie ici R3 au fil du temps de 0 à 1K. La diode BE tourne à environ 0,65 V, ce qui correspond à 150 ohms pour R3. Ceci est facilement vérifié comme 15V * 150 / (3300 + 150) = 0,65V.

Étant donné que le courant traversant une diode allumée a une variation exponentielle avec la tension qui la traverse (équation de Shockley), et puisque le courant ici est limité par R2, la tension BE sera à peu près constante une fois la diode allumée. Une fois la jonction activée, Vbe varie en fait logarithmiquement avec un courant de diode qui a une borne supérieure (imposée par R2) ... c'est-à-dire peu. Notez que la courbe V (BE) (trace rouge) a un tour plus net que le courant I (BE) (magenta) ... en raison de la relation logarithmique qu'elle a avec le courant de diode.

Avant que la diode ne s'allume, la tension BE est une fonction linéaire de R3 car il s'agit simplement d'un diviseur résistif avec R2. De plus, I (R2) ne varie pas beaucoup avant même que la diode ne s'allume, car le point d'activation n'est qu'à environ R3 = 4,5% de la valeur de R2. Mais sur un tracé séparé de I (R2) [dans le volet inférieur], vous pouvez voir que c'est "encore plus constant" après le point de mise sous tension de la diode. Cela vérifie donc l'hypothèse habituelle que Vbe est constant (et par conséquent I (R2) ici aussi) une fois que la jonction BE est réellement activée. Avant cela, il n'y a aucune restriction sur ce que cela peut être comme vous pouvez le voir; cela ne dépend que de la valeur de R3 lorsque la diode est éteinte.

— Pétiller
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Considérez la tension aux bornes d'une diode et le courant qui circule. Voici les courbes d'une ancienne diode au germanium (1N34A) et d'une diode au silicium (1N914): -

Concentrez-vous sur la diode au silicium (1N914). Avec 0,6 volts à travers elle, le courant est d'environ 0,6 mA. Maintenant, laissez tomber cette tension à 0,4 volts. Le courant tombe à 10 uA et, avec 0,2 volt à travers lui, le courant est d'environ 100 nA.

Maintenant, la jonction base-émetteur dans un BJT est une diode polarisée en direct. La polarisation directe provient de la tension que vous placez à travers et c'est généralement via une résistance de polarisation. Dans votre circuit, R2 et la tension d'alimentation définissent le courant qui peut circuler conjointement dans la base et dans R3.

Lorsque R2 fournit une quantité décente de courant, la majeure partie passe par la jonction émetteur de base car vous êtes sur cette partie de la courbe de diode et cette partie de la courbe de diode a une résistance dynamique qui est beaucoup plus petite que R3. À mesure que la tension base-émetteur diminue, sa résistance dynamique augmente et R3 commence à devenir le "chemin" vers lequel la majeure partie du courant de R2 circule.

La résistance dynamique est le petit changement de tension appliquée divisé par le changement de courant. Vous pouvez regarder le graphique des diodes ci-dessus et choisir quelques points: -

À 0,60 volt, le courant est peut-être de 600 uA
À 0,62 volt, le courant est d'environ 1000 uA

La résistance dynamique serait de 20mV / 200uA = 100 ohms

À 0,40 volt, le courant est d'environ 10 uA
À 0,42 volt, le courant est d'environ 11 uA

La résistance dynamique serait de 20 mV / 1 uA = 20 kohms.

Ainsi, lorsque R3 diminue, il devient plus dominant que la jonction émetteur de base et rapidement le courant de jonction disparaît. Étant donné que nous pouvons rapprocher l'action du transistor d'un appareil avec un gain de courant, abaisser R3 au-delà d'un certain point signifie un courant de collecteur qui diminue rapidement et, en fait, le transistor est considéré comme bloqué.

— Andy aka
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Un transistor a besoin d'environ 0,7 V VBE pour commencer à conduire. Comme vous bénéficiez d'un simulateur, expérimentez différentes valeurs R2 / R3 et examinez la tension développée aux bornes de R3 et vérifiez si le transistor est passant.

Quant à savoir pourquoi il est de 0,7 V, vous avez besoin de la physique des semi-conducteurs!

— Neil_UK
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je pensais pouvoir comprendre en dehors du travail en utilisant la logique aristotalienne. "si cela dépasse ce

— paramètre

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Eh bien, je pense que toutes les réponses compliquées ont été données, mais pour mes deux cents: tout ce qui est inférieur à 150 ohms "court-circuite" la jonction base-émetteur

— bombardier8013
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