Jak zjistit Hfe při konkrétním napětí a proudu? (Přesunuto)

[montana]

Z charakteristiky proudového zesilovacího činitele Hfe, která je v datasheeldu mohu vyčíst zesilovací činitel pro konkrétní situaci, tedy například 10V a 50mA. Jakým způsobem ale postupujete, když to chcete pro jiné napětí, například 12V? Z charakteristiky na obrázku vidím Hfe 300 při 25°C. Jak si z toho odvodíte jaké bude Hfe při 12V? Případně při 12V a 35°C? Existuje na to nějaký složitý výpočet nebo si to jen nějak jednoduše představíte?

[procesor]

To staviaš teplomer?
Ty vidíš Hfe 300,..... ja cca 3x30min, 3x240typ a 3xviac ako 240max.
Pre jeden-jediný kus je to najjednoduchšie pripojiť na zdroj napätia, trimrom do bázy nastaviť požadovany Ic a spočítať Hfe.

[Hill]

Při kolektorovém proudu do asi 20% - 25% maximálního trvale dovoleného je zesilovací činitel závislý především na tom proudu; s kolektorovým napětím se mění jen nepodstatně, samozřejmě, pokud je toto napětí v dovoleném rozsahu a do povolené kolektorové ztráty zbývá značná rezerva (aby se nemusela uvažovat další změna proudového zesilovacího činitele ještě s touto teplotou). Při proudu nad čtvrtinu už bys musel zohlednit i napětí Uce, protože jeho vlivem se průběh zesílení β v závislosti na kolektorovém proudu křiví jinak.

Existuje však několik cest, jak vliv změny tohoto činitele s teplotou či proudem omezit na zanedbatelnou nebo alespoň nedůležitou hodnotu.
Jen rozptyl zesílení kus od kusu je značný, daleko širší, než co dokáže nějaká závislost na proudu, hele MJE340-350.
Tady se uvádí, že 30<β<240 při Uce=10 V, Ic=50 mA a Tamb=25°C. Přitom podle jiných katalogových listů je rozsah od 40 do 250. A to slušný výrobce uvádí minimum, které naměříš jen vyjímečně, většinou mezi stovkou náhodně nakoupených tranzistorů nenaměříš za stejných podmínek betu pod 70.
Přesto zbývá rozptyl mnohonásobně větší, než co dokáže nějaká teplotní závislost či vliv velikosti kolektorového proudu, a už při výběru by i malou sérii dost prodražilo, vybírat z hromady tranzistorů třeba 50 kusů, aby byly jeden jako druhý.

K čemu to potřebuješ vlastně vědět?

[Hill]

Při kolektorovém proudu do asi 20% - 25% maximálního trvale dovoleného je zesilovací činitel závislý především na tom proudu; s kolektorovým napětím se mění jen nepodstatně, samozřejmě, pokud je toto napětí v dovoleném rozsahu a do povolené kolektorové ztráty zbývá značná rezerva (aby se nemusela uvažovat další změna proudového zesilovacího činitele ještě s touto teplotou). Při proudu nad čtvrtinu už bys musel zohlednit i napětí Uce, protože jeho vlivem se průběh zesílení β v závislosti na kolektorovém proudu křiví jinak.

Existuje však několik cest, jak vliv změny tohoto činitele s teplotou či proudem omezit na zanedbatelnou nebo alespoň nedůležitou hodnotu.
Jen rozptyl zesílení kus od kusu je značný, daleko širší, než co dokáže nějaká závislost na proudu, hele MJE340-350.
Tady se uvádí, že 30<β<240 při Uce=10 V, Ic=50 mA a Tamb=25°C. Přitom podle jiných katalogových listů je rozsah od 40 do 250. A to slušný výrobce uvádí minimum, které naměříš jen vyjímečně, většinou mezi stovkou náhodně nakoupených tranzistorů nenaměříš za stejných podmínek betu pod 70.
Přesto zbývá rozptyl mnohonásobně větší, než co dokáže nějaká teplotní závislost či vliv velikosti kolektorového proudu, a už při výběru by i malou sérii dost prodražilo, vybírat z hromady tranzistorů třeba 50 kusů, aby byly jeden jako druhý.

K čemu to potřebuješ vlastně vědět?

[montana]

[Hill]

Jasně. Jde o to, že tranzistor na to, aby pracoval jako spínač, potřebuje do báze takový proud, aby v daných podmínkách jeho přechod kolektor - emitor vypadal, jako zkrat. Přesněji, aby se dostal do saturace - spínaný obvod není schopný dodat takový proud, který by teoreticky tranzistorem tekl z tvrdého zdroje napětí.
Nebo jinak: vím, že sepnutým obvodem poteče proud dejme tomu 60 mA, když místo tranzistoru dám mechanický spínač. Na tento proud v pohodě stačí libovolný tranzistor s dovoleným proudem do 100 mA. Mám-li změřenou betu při Ic=60 mA, je to jasné, jaký proud báze potřebuje. Pokud ji změřenou nemám, musím vyjít z katalogového údaje, a to z nejhorší deklarované hodnoty.
Jestli výrobce uvádí, že 200< β<900, pak mě zajímá jen ta nejnižší hodnota.
Z té vyjde 60 mA/200 = 300 µA.
Zde samozřejmě vycházím z toho, že tranzistor spíná obvod, kterým víc, než těch 60 mA, nepoteče, takže je vlastně jedno, jestli má tranzistor dovolený kolektorový proud 0,1 A nebo 0,5 A. Stačí počítat s tím skutečně spínaným nejvyšším proudem.
Jenomže β (=hFE) se s kolektorovým proudem mění, tak to chce rezervu: trojnásobek u tranzistorů malého výkonu obvykle bohatě stačí. Do báze pustíš 0,9 až 1 mA, tranzistor bude spolehlivě otevřený do saturace, a jím spínaný obvod stejně tranzistorem větší proud nepustí.

[Hill]

Jasně. Jde o to, že tranzistor na to, aby pracoval jako spínač, potřebuje do báze takový proud, aby v daných podmínkách jeho přechod kolektor - emitor vypadal, jako zkrat. Přesněji, aby se dostal do saturace - spínaný obvod není schopný dodat takový proud, který by teoreticky tranzistorem tekl z tvrdého zdroje napětí.
Nebo jinak: vím, že sepnutým obvodem poteče proud dejme tomu 60 mA, když místo tranzistoru dám mechanický spínač. Na tento proud v pohodě stačí libovolný tranzistor s dovoleným proudem do 100 mA. Mám-li změřenou betu při Ic=60 mA, je to jasné, jaký proud báze potřebuje. Pokud ji změřenou nemám, musím vyjít z katalogového údaje, a to z nejhorší deklarované hodnoty.
Jestli výrobce uvádí, že 200< β<900, pak mě zajímá jen ta nejnižší hodnota.
Z té vyjde 60 mA/200 = 300 µA.
Zde samozřejmě vycházím z toho, že tranzistor spíná obvod, kterým víc, než těch 60 mA, nepoteče, takže je vlastně jedno, jestli má tranzistor dovolený kolektorový proud 0,1 A nebo 0,5 A. Stačí počítat s tím skutečně spínaným nejvyšším proudem.
Jenomže β (=hFE) se s kolektorovým proudem mění, tak to chce rezervu: trojnásobek u tranzistorů malého výkonu obvykle bohatě stačí. Do báze pustíš 0,9 až 1 mA, tranzistor bude spolehlivě otevřený do saturace, a jím spínaný obvod stejně tranzistorem větší proud nepustí.

[montana]

Dík za vysvětlení. A za tranzistor malého výkonu považuješ co? To posuzuješ podle toho maximálního účinku nebo podle toho na kolik watt je stavěný?

Jak počítáš 60mA/200*3 ... tak těch 60mA předpokládáš jako neměnnou hodnotu nebo jako maximální hodnotu, která smí téct na výstupu (aby se nezničilo zařízení, které je připojené na výstupní svorky)? Takže na tvém případě 9mA - bych měl před bázi dát rezistor 1k4 + rezistor mezi bázi a zemí (ten si vypočítám z U/ICBO - 1400 ).

[montana]

[Hill]

Tranzistor malého výkonu může znamenat do půl wattu dovolené kolektorové ztráty, ale někteří výrobci tak označují i tranzistory o dovolené kolektorové ztrátě něco málo přes 1 W, ta hranice je pružná a nejednotná.

Těch 60 mA jsem nahodil jen pro představu, jako příklad, v podstatě tím obvodem může téci proud výrazně nižší, ale také o něco vyšší. Ten trojnásobek vypočteného proudu báze není dogma ani zákon, je to jen dostatečná rezerva, aby tranzistor byl za všech myslitených podmínek spolehlivě otevřený.

To, co napsal procesor, je výtah z katalogových listů téhož typu tranzistoru od tří různých výrobců, všichni uvádějí typickou hodnotu hfe kolem 240. Znamená to jakýsi střed, že z tisíce tranzistorů jich 400 bude mít hfe v rozsahu 200 až 280, ty ostatní budou mít hfe menší nebo větší. Ale třeba jen 5 kousků bude mít hfe přes 450 a jen dva kousky pod 50.
Demonstruje tím rozptyl parametrů téhož typu tranzistoru.

[Hill]

Tranzistor malého výkonu může znamenat do půl wattu dovolené kolektorové ztráty, ale někteří výrobci tak označují i tranzistory o dovolené kolektorové ztrátě něco málo přes 1 W, ta hranice je pružná a nejednotná.

Těch 60 mA jsem nahodil jen pro představu, jako příklad, v podstatě tím obvodem může téci proud výrazně nižší, ale také o něco vyšší. Ten trojnásobek vypočteného proudu báze není dogma ani zákon, je to jen dostatečná rezerva, aby tranzistor byl za všech myslitených podmínek spolehlivě otevřený.

To, co napsal procesor, je výtah z katalogových listů téhož typu tranzistoru od tří různých výrobců, všichni uvádějí typickou hodnotu hfe kolem 240. Znamená to jakýsi střed, že z tisíce tranzistorů jich 400 bude mít hfe v rozsahu 200 až 280, ty ostatní budou mít hfe menší nebo větší. Ale třeba jen 5 kousků bude mít hfe přes 450 a jen dva kousky pod 50.
Demonstruje tím rozptyl parametrů téhož typu tranzistoru.

[montana]

Opět díky za podrobné dovysvětlení.

A co když v datasheeldu je uvedeno ICBO max
"0.2
2 mA" Bereš pro výpočet horní nebo dolní číslo?

[procesor]

3x240 v oblasti okolo 50mA ...v tom tebou uvedenom grafe na vertikálnej osi je rozmer normalizovaný DC gain alias hFE t.zn., že v tom bode kde je hodnota 1 (je to pre t=25°C) a prúd cca 1A. V tomto bode má tranzistor hFE =cca 30 min, resp. 240 typ a horná hranica nie je deklarovaná, zrejme bude o dosť väčšia ako typická hodnota. V iných bodoch v závislosti od prúdu Ic je to od cca 0,2-krát....až po 3-krát konkrétnej hodnoty hFE v tom normalizovanom bode (kde je uvedená hodnota "1", tam to treba odmerať)
Tá minimálna je z pohľadu návrhu najdôležitejšia. Niekedy to môže byť problém (ak nemožno použiť výkonnejšie budenie do bázy), potom sa musí siahnuť po inom tranzistore, prípadne robiť výber z väčšieho množstva kusov. Problémom je, že dnes je technológia výroby tranzistora špičkovo zvládnutá a celá séria (100...1000ks) môže mať malý rozptyl parametrov npr. hFE a majú takmer všetky 220 ±10. Kúpim ich 100 a vyberiem (meraním) jeden-dva s hFE=240.

Iný výrobcova ten graf môžu uvádzať iba pre typickú hodnotu t.j. pri Uce=1,0V t=25°C Ic=1A hFE bude 240 t.j na vertikálnej osi bude priamo hFE pre typickú hodnotu.

[Hill]

[Hill]

[montana]

Já jsem nepsal že Icbo je dovolený proud báze. Dovolený proud u báze u toho posledního tranzistoru je Ic 4A a špičkový 6A. Icbo neboli Collector cut-off current chápu jako dolní hranici, pokud bude proud tak malý nebo menší, tranzistor se neotevře nebo zavře.

Ale musím si po sobě přečíst co jsem napsal...

Jo ta otázka byla špatná. Protože jsem popletl Ic jako "výstupní proud" (či u PNP vstupní) s Icbo. V tom vzorci na výpočet proudu báze Ib je Ib= Ic/hfe, pro výpočet rezistoru pak Ib= Ic/hfe*3

[montana]

[Hill]

Když bázi necháš nezapojenou a připojíš na kolektor napětí, tranzistor otevře a bude vést, protože ICB0 se nemá kudy uzavřít, zbývá jen cesta z báze do emitoru, což samozřejmě k otevření tranzistoru vede.
Tento proud si udělá na přechodu báze-emitor nějaký konkrétní úbytek napětí. který klesá se vzrůstající teplotou přechodu, navíc s teplotou roste také ICB0, čili, není-li na kolektor přivedené napětí přes dostatečný odpor, aby s otevíráním tranzistoru jeho kolektorové napětí klesalo, začne tranzistor víc a víc topit, až posléze vypustí pracovní médium.

Vliv ICB0 můžeš vyloučit jen tím, že tento zbytkový proud odvedeš z báze na emitor jinoou cestou, nejlépe přes odpor tak malý, že úbytek napětí na něm v důsledku ICB0 bude za všech okolností menší, než UBE potřebné k otevření tranzistoru. U obyčejných malovýkonových tranzistorů stačí odpor o hodnotách až v řádu desítek až stovek kΩ, výkonové tranzistory mají zbytkový proud podstatně vyšší, takže v některých zapojeních musí mít mezi bází a emitorem zapojený odpor do 500 Ω, případně jsou buzené přímo z vinutí nějakého budicího trafa, které má stejnosměrný odpor sekundáru blízký nule.

[Hill]

Když bázi necháš nezapojenou a připojíš na kolektor napětí, tranzistor otevře a bude vést, protože ICB0 se nemá kudy uzavřít, zbývá jen cesta z báze do emitoru, což samozřejmě k otevření tranzistoru vede.
Tento proud si udělá na přechodu báze-emitor nějaký konkrétní úbytek napětí. který klesá se vzrůstající teplotou přechodu, navíc s teplotou roste také ICB0, čili, není-li na kolektor přivedené napětí přes dostatečný odpor, aby s otevíráním tranzistoru jeho kolektorové napětí klesalo, začne tranzistor víc a víc topit, až posléze vypustí pracovní médium.

Vliv ICB0 můžeš vyloučit jen tím, že tento zbytkový proud odvedeš z báze na emitor jinoou cestou, nejlépe přes odpor tak malý, že úbytek napětí na něm v důsledku ICB0 bude za všech okolností menší, než UBE potřebné k otevření tranzistoru. U obyčejných malovýkonových tranzistorů stačí odpor o hodnotách až v řádu desítek až stovek kΩ, výkonové tranzistory mají zbytkový proud podstatně vyšší, takže v některých zapojeních musí mít mezi bází a emitorem zapojený odpor do 500 Ω, případně jsou buzené přímo z vinutí nějakého budicího trafa, které má stejnosměrný odpor sekundáru blízký nule.

[montana]

Teď jsem našel ten tranzistor co byl použitý v tom článku BD548B
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/11557/ONSEMI/BC548B.html
a tam je uvedeno v prostředním sloupci to slovo typ. Já však stále nevím co to je za hodnotu.

A také co jsem nemohl najít v tom dokumentu je charakteristika VCEsat (protože ve článku se píše: "Řekněme si tedy, že pro proud 70 mA (tj. přes kolektor), který může maximálně téct zvolenou LED, bude napětí VCEsat přibližně 0,4 V." - tak jsem to chtěl najít, ale na našel jsem jen charakteristiky kde na dolní ose je proud báze. Očekával bych graf, kde dole bude proud kolektoru a vlevo napětí.[/b]