Transistor - es ist ein Halbleitergerät, das zum Verstärken und Umschalten von Signalen verwendet wird. Es besteht aus drei Bereichen (Emitter, Basis und Kollektor) und ist das Herzstück einer Vielzahl von elektronischen Geräten. Die niedrigen Signalparameter des Transistors bestimmen seine Möglichkeiten bei der Arbeit mit schwachen Amplitudensignalen.
Signalarme Parameter der Transistor ermöglicht es Ihnen, seine Effizienz und Genauigkeit der Arbeit zu beurteilen. Dazu gehören Transistorstromverstärkung (β), das bestimmt, wie viel der Ausgangsstrom den Eingang übersteigt, und Eingangsimpedanz des Transistors (reb) – der Widerstand, der den Transistor für die Eingangsquelle darstellt.
Die signalarmen Parameter des Transistors sind ein wichtiges Werkzeug für Entwickler elektronischer Geräte. Wenn Sie diese Parameter richtig verstehen und verwenden, können Sie effizientere und präzisere Geräte mit verbesserten Eigenschaften erstellen.
Die Werte für die Niedrigsignalparameter des Transistors können je nach Gerätetyp und Modell unterschiedlich sein. Sie werden bei speziellen experimentellen Messungen definiert und werden häufig bei der Berechnung und Gestaltung von Schaltungen verwendet. Die richtige Auswahl und Anwendung der Parameter des Transistors ermöglicht es, die erforderlichen Eigenschaften zu erreichen und das Gerät so effizient wie möglich in einer bestimmten Anwendung zu verwenden.
Das Konzept der Niedrigsignalparameter eines Transistors
Die wichtigsten Low-Signal-Parameter des Transistors sind:
- Spannungsübertragungsfaktor (Y 21 ) – das Verhältnis der Änderung der Ausgangsspannung zur Änderung der Eingangsspannung bei Gleichstrom des Kollektors;
- Stromverstärkungsfaktor (h 21 ) – das Verhältnis der Änderung des Kollektorstroms zur Änderung des Grundstroms bei konstanter Kollektorspannung;
- Leistungsverstärkung (h 21e ) – das Verhältnis der Änderung der Ausgangsleistung zur Änderung der Eingangsleistung bei Gleichstrom des Kollektors und der Kollektorspannung;
- Eingangs- und Ausgangswiderstandskoeffizienten (R in und R out ) - charakterisieren den Widerstand des Transistors gegen die Einwirkung von Signalquellen am Eingang und Ausgang;
- Übergangskapazitäten (C be , C bc und C ce ) - charakterisieren die kapazitiven Eigenschaften der Übergänge zwischen den Transistorelektroden;
- Verzögerungszeit (t d ) - Die Zeit, die benötigt wird, um den Transistor vom Ausgangspegel zum Eingangspegel zu wechseln oder umgekehrt.
Die Werte für die Niedrigsignalparameter des Transistors können je nach dem jeweiligen Transistormodell und seinem Betriebsmodus erheblich variieren. Diese Parameter sind die Grundlage für die Durchführung der mathematischen Analyse, Modellierung und Konstruktion elektronischer Geräte auf Basis von Transistoren.
Was sind die Niedrigsignalparameter eines Transistors?
Die wichtigsten Low-Signal-Parameter des Transistors sind:
| Parameter | Bezeichnung | Bedeutung |
|---|---|---|
| Transistorstromverstärkung | hfe | 10 bis 1000 und höher |
| Eingang und Ausgangskapazität | Cin, Cout | von einigen pF zu Hunderten von pF |
| Eingangs- und Ausgangswiderstand | Rin, Rout | von ein paar Dutzend Ohm bis zu Hunderten von Koms |
| Leistungsverstärkung | hfe* | 10 bis 1000 und höher |
Transistorstromverstärkung (hfe) zeigt an, wie stark der Eingangsstrom durch den Transistor verstärkt wird. Je höher dieser Wert ist, desto mehr Ströme verstärkt der Transistor und desto leistungsfähiger arbeitet er.
Eingang und Ausgangskapazität (Cin, Cout) beschreibt die Fähigkeit eines Transistors, sich an Ladungen zu erinnern und seine Arbeitsgeschwindigkeit zu beeinflussen.
Eingangs- und Ausgangswiderstand (Rin, Rout) zeigen an, mit welchem Widerstand der Transistor die Eingangs- und Ausgangssignale wahrnimmt. Sie beeinflussen die Qualität der Signalübertragung.
Leistungsverstärkung (hfe*) gibt an, wie viel Eingangsleistung durch den Transistor verstärkt wird. Je höher der Wert ist, desto stärker verstärkt der Transistor die Signalstärke.
Die Werte für die niedrigen Signalparameter des Transistors
Einer der wichtigsten Niedrigsignalparameter des Transistors ist der Stromverstärkungsfaktor (β). Dieser Parameter gibt an, wie oft der Kollektorstrom den Grundstrom übersteigt. Der Wert des Stromverstärkungsfaktors kann sehr unterschiedlich sein und hängt von der Art und dem Design des Transistors ab.
Ein weiterer wichtiger kleiner Signalparameter ist der Eingangsimpedanz (Rin). Dieser Parameter bestimmt, wie gut der Transistor Signale mit hohem Eingangsimpedanz durchlässt und an den Ausgang weiterleitet. Der Wert des Eingangswiderstands kann sich auch je nach Typ und Design des Transistors ändern.
Der dritte Niedrigsignalparameter ist der Ausgangsimpedanz (Rout). Dieser Parameter bestimmt, wie gut der Transistor die Eingangssignale an seinem Ausgang speichern kann. Der Wert des Ausgangswiderstands kann auch abhängig von der Art und dem Design des Transistors variieren.
Das Vorhandensein und die korrekte Bewertung der Niedrigsignalparameter des Transistors ermöglichen es, seinen Betrieb zu optimieren und eine maximale Signalverstärkung und -stabilität zu erreichen.
Kleiner Signalstromverstärkungswert
Der Wert für die Stromverstärkung eines kleinen Signals kann für verschiedene Arten von Transistoren unterschiedlich sein und kann sich je nach Betriebsbedingungen ändern. Normalerweise ist der Wert hfe liegt im Bereich von ein paar Dutzend bis zu mehreren hundert. Je größer der Wert von h istfe Je größer die Stromverstärkung des kleinen Signals ist und desto besser erfüllt der Transistor die Funktion eines Signalverstärkers.
Der Wert für die Stromverstärkung eines kleinen Signals kann ebenfalls abhängig vom Betriebsstrom und der Kollektorspannung des Transistors variieren. Daher geben Hersteller normalerweise h-Werte anfe für mehrere Arbeitspunkte, damit der Benutzer den optimalen Wert für seine Anwendung auswählen kann.
Die Stromverstärkung eines kleinen Signals ist einer der wichtigsten Parameter eines Transistors, da er in Signalverstärkern verwendet wird. Den Wert von h kennenfe. es ist möglich zu bestimmen, welcher Signalpegel vom Transistor verstärkt wird und wie sich dies auf das Ausgangssignal auswirkt.
Wert des kleinen Signalspannungsübertragungsfaktors
Für einen Bipolartransistor gibt es drei verschiedene Übertragungsfaktoren für kleine Signalspannungen: hfe (Basisstromverstärkung), hie (Kollektorstromverstärkung) und hre (Rückkopplungsfaktor).
Stromverstärkung der Basis (hfe) charakterisiert die Änderung des Kollektorstroms unter dem Einfluss einer Änderung des Basisstroms. H-Wertfe in der Regel überschreitet 100 und kann Werte von mehreren tausend erreichen. Es wird verwendet, um die Verstärkungseigenschaften eines Transistors zu bestimmen, und ist wichtig bei der Gestaltung von Verstärkungsschaltungen.
Kollektorstromverstärkung (hie) charakterisiert die Änderung des Ausgangsstroms des Kollektors unter dem Einfluss einer Änderung des Basisstroms. H-Wertie normalerweise ist es kleiner als 1 und kann sogar negativ sein. Es wird verwendet, um die Stromverstärkungsfähigkeit eines Transistors zu bestimmen und ist ein wichtiger Parameter bei der Entwicklung von Leistungsverstärkerschaltungen.
Feedback-Verhältnis (hre) charakterisiert die Änderung des Basisstroms unter dem Einfluss einer Änderung des Kollektorstroms. H-Wertre es ist normalerweise klein und wird in Mikrometern (uA/mA) gemessen. Es beeinflusst die Stabilität und Genauigkeit des Transistors und wird im Design von Operationsverstärkern und anderen Geräten verwendet.
| Transistor | hfe | hie | hre |
|---|---|---|---|
| npn | 100 - 5000 | 0.1 - 0.99 | 0.1 - 100 |
| pnp | 20 - 3000 | -0.1 - -0.99 | 0.1 - 100 |
Die Werte für den Spannungsübertragungskoeffizienten eines kleinen Signals hängen vom Typ des Transistors, den technologischen Eigenschaften seiner Produktion und den Betriebsparametern ab. Sie können aus den Spezifikationen des Herstellers ermittelt oder unter Laborbedingungen mit speziellen Geräten gemessen werden.
Wert des Eingangs- und Ausgangswiderstands eines kleinen Signals
Der Eingangsimpedanz eines kleinen Signals bestimmt, welcher Strom durch den Eingang des Transistors fließt, wenn ein kleines Signal anliegt. Je höher der Rin-Wert ist, desto kleiner wird der Strom fließen. Der Eingangsimpedanz sollte so groß wie möglich sein, um die Signalverluste zu minimieren und eine effektive Verstärkung zu gewährleisten.
Der Ausgangsimpedanz eines kleinen Signals bestimmt dagegen, welche Last das Ausgangssignal des Transistors hat. Je höher der Rout-Wert ist, desto größer kann die Last des Transistors sein. Der Ausgangsimpedanz sollte so klein wie möglich sein, um die Signalverluste an der Last zu minimieren und eine effektive Verstärkung zu gewährleisten.
Die Werte des Eingangs- und Ausgangswiderstands eines kleinen Signals hängen vom Typ und der Struktur des Transistors sowie von den Betriebsbedingungen ab. Der Eingangsimpedanz kann von einigen Ohm bis zu Kiloomen reichen, während der Ausgangsimpedanz von Ohm-Einheiten bis zu Dutzenden von Kiloomen reicht.
