คู่มือที่ครอบคลุมถึง HFE ในทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนประกอบสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยช่วยให้การขยายสัญญาณและการควบคุมบทความนี้นำเสนอความรู้เกี่ยวกับ HFE รวมถึงวิธีการเลือกค่า HFE ของทรานซิสเตอร์วิธีการค้นหา HFE และการได้รับทรานซิสเตอร์ประเภทต่าง ๆจากการสำรวจ HFE ของเราเราได้รับความเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไรและบทบาทของพวกเขาในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ทรานซิสเตอร์มีความสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยทำให้การขยายสัญญาณและการควบคุมบทความนี้นำเสนอความรู้รอบ ๆ HFE รวมถึงวิธีการเลือกค่า HFE ของทรานซิสเตอร์วิธีการค้นหา HFE และการได้รับทรานซิสเตอร์ประเภทต่าง ๆจากการสำรวจ HFE ของเราเราได้รับความเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไรและบทบาทของพวกเขาในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ในการกำหนดค่าทั่วไปของตัวพิมพ์ใหญ่การได้รับกระแสไปข้างหน้าของทรานซิสเตอร์ทางแยกสองขั้ว (BJT) เป็นที่รู้จักกันในชื่อ HFEดัชนีไร้มิตินี้วัดความสามารถของทรานซิสเตอร์ในการขยายกระแสไฟฟ้า

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเขาเป็นอัตราส่วนของกระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ต่อกระแสฐานตัวอย่างเช่นหากค่า HFE ของทรานซิสเตอร์คือ 100 นั่นหมายความว่าสำหรับการเพิ่มขึ้นของปัจจุบันในปัจจุบัน 1mA กระแสตัวสะสมจะเพิ่มขึ้น 100mA

ลักษณะนี้ทำให้ HFE เป็นพารามิเตอร์สำคัญในการออกแบบวงจร BJTอย่างไรก็ตามมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าแม้แต่ทรานซิสเตอร์ของโมเดลเดียวกันก็สามารถมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในค่า HFE ของพวกเขาดังนั้นการออกแบบวงจรไม่ควรพึ่งพาค่า HFE ที่แม่นยำเพียงอย่างเดียวสำหรับการทำงานที่ถูกต้อง

เพื่อให้เข้าใจถึงการได้รับ DC หรือที่เรียกว่าเบต้า (β) หรือ HFE ของทรานซิสเตอร์ทางแยกสองขั้ว (BJT) เราเจาะลึกลงไปในวิธีการวัดHFE คืออัตราส่วนของ DC Collector Current (IC) ต่อ DC Base Current (IB) ซึ่งแสดงโดยสูตรง่าย ๆ HFE = IC/IB

โดยทั่วไปคุณจะทำตามขั้นตอนเหล่านี้:

1. เตรียมวงจร

ก่อนเริ่มต้นคุณต้องสร้างวงจรที่สามารถควบคุมกระแสที่ไหลไปยังฐานได้อย่างแม่นยำและวัดกระแสที่ไหลออกมาจากตัวสะสมพร้อมกันสิ่งนี้มักจะเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อตัวต้านทานที่รู้จักกับฐานและใช้แรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำขั้นตอนนี้เป็นพื้นฐานของการทดลองที่ต้องใช้การดำเนินการอย่างพิถีพิถันเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำในการวัดที่ตามมา

2. วัดกระแสฐาน (IB)

กระแสพื้นฐานถูกคำนวณโดยการวัดแรงดันตกผ่านตัวต้านทานที่เชื่อมต่อกับฐานการใช้กฎของโอห์ม (v = ir) เราสามารถคำนวณกระแสไหลผ่านฐานด้วยค่าตัวต้านทานที่รู้จักและแรงดันตกกระบวนการนี้ต้องการการวัดแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำเนื่องจากข้อผิดพลาดใด ๆ อาจส่งผลกระทบต่อการวัดอัตราขยายสุดท้าย

3. วัดกระแสสะสม (IC)

เช่นเดียวกับการวัดกระแสฐานการวัดกระแสสะสมเกี่ยวข้องกับการวัดแรงดันตกผ่านตัวต้านทานที่รู้จักอยู่ในเส้นทางของนักสะสมการใช้กฎหมายของโอห์มอีกครั้งเราสามารถกำหนดจำนวนของกระแสที่ไหลผ่านนักสะสมขั้นตอนนี้ต้องการความสนใจและความแม่นยำในระดับเดียวกับขั้นตอนก่อนหน้า

4. คำนวณค่า HFE

ด้วยค่าที่วัดได้ของกระแสพื้นฐานและกระแสสะสมการหารกระแสสะสมโดยกระแสพื้นฐานให้ค่า HFEอัตราส่วนนี้แสดงให้เห็นถึงความสามารถของทรานซิสเตอร์ในการขยายกระแสไฟฟ้าภายใต้เงื่อนไข DC

การพิจารณา

เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าเขาไม่ใช่ค่าคงที่มันสามารถแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทรานซิสเตอร์เฉพาะที่ใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมและความผันผวนในกระแสสะสมดังนั้นในการออกแบบวงจรจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะไม่พึ่งพาค่า HFE คงที่มากเกินไปเพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานของวงจรที่ไม่เสถียร

การได้รับ DC ของทรานซิสเตอร์ทางแยกสองขั้ว (BJT) เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับการวัดความสามารถในการขยายกระแสไฟฟ้าจำเป็นสำหรับการออกแบบและการใช้งานวงจรอิเล็กทรอนิกส์นี่คือบางแง่มุมของความสำคัญของค่า HFE:

การขยาย: ค่า HFE ส่งผลกระทบโดยตรงต่อความสามารถในการขยายของทรานซิสเตอร์ในการออกแบบวงจรจำนวนมากทรานซิสเตอร์จะถูกใช้เพื่อขยายสัญญาณที่อ่อนแอด้วยขนาดของ HFE ที่กำหนดระดับของการขยาย: ยิ่งค่า HFE สูงขึ้นเท่าใดการขยายของกระแสอินพุต

การให้น้ำหนัก: เมื่อมีการให้น้ำหนักทรานซิสเตอร์เช่นการตั้งค่าสถานะการดำเนินงานค่า HFE จะใช้ในการคำนวณกระแสพื้นฐานที่จำเป็นเพื่อให้ได้กระแสสะสมเฉพาะซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานของวงจรที่เสถียร

การออกแบบวงจร: ในกระบวนการออกแบบวงจรโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกำหนดค่าที่เกี่ยวข้องกับแอมพลิฟายเออร์ตัวอ่อนทั่วไปอัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์นั้นเป็นสัดส่วนกับค่า HFE ทำให้เข้าใจถึง HFE ที่ขาดไม่ได้สำหรับการออกแบบวงจรที่มีประสิทธิภาพ

การสลับแอพพลิเคชั่น: ในวงจรดิจิตอลและแอปพลิเคชันอื่น ๆ ที่ใช้ทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์ค่า HFE ทำให้มั่นใจได้ว่าทรานซิสเตอร์สามารถเปิดหรือปิดได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากกระแสฐานบางอย่างซึ่งเป็นจุดเด็ดขาดสำหรับความน่าเชื่อถือของวงจร

อย่างไรก็ตามเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการผลิตแม้กระทั่งทรานซิสเตอร์ของโมเดลเดียวกันอาจมีค่า HFE ที่แตกต่างกันและค่าเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามอุณหภูมิและเงื่อนไขการทำงานดังนั้นโดยทั่วไปแล้ววิศวกรจะไม่พึ่งพาค่า HFE คงที่เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของวงจรที่ถูกต้องแต่พวกเขามั่นใจได้ว่าวงจรสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงที่คาดหวังของค่า HFE ซึ่งเป็นวิธีที่ช่วยให้การออกแบบวงจรที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้มากขึ้น

โดยทั่วไปค่า HFE ของทรานซิสเตอร์เฉพาะสามารถพบได้ในแผ่นข้อมูลทรานซิสเตอร์ของผู้ผลิตซึ่งมีรายละเอียดพารามิเตอร์ทางเทคนิคของทรานซิสเตอร์ซึ่งรวมถึงกำลังสูงสุดที่ทรานซิสเตอร์สามารถทนต่อความจุปัจจุบันแรงดันไฟฟ้าสูงสุดและมูลค่า HFE ที่น่าสนใจ

อย่างไรก็ตามเป็นที่น่าสังเกตว่าค่า HFE ในแผ่นข้อมูลมักจะได้รับเป็นช่วงที่เป็นไปได้มากกว่าจำนวนที่แม่นยำเหตุผลที่อยู่เบื้องหลังคือความแตกต่างเล็กน้อยในกระบวนการผลิตหมายความว่าแม้แต่ทรานซิสเตอร์ของรุ่นเดียวกันก็สามารถมีค่า HFE ที่แตกต่างกันนอกจากนี้ค่า HFE ของทรานซิสเตอร์อาจแตกต่างกันไปตามเงื่อนไขการทำงานที่แตกต่างกัน (เช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือการเปลี่ยนแปลงในกระแสสะสม)

หากคุณต้องการทราบค่า HFE ที่แน่นอนของทรานซิสเตอร์เฉพาะภายใต้เงื่อนไขเฉพาะคุณจะต้องวัดด้วยตัวเองกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้กระแสที่รู้จักกับฐานของทรานซิสเตอร์จากนั้นวัดกระแสสะสมผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับค่าทั้งสองนี้คุณสามารถคำนวณค่า HFEเพื่อให้กระบวนการนี้ง่ายขึ้นมีเครื่องมือพิเศษที่ขายสำหรับการวัดทรานซิสเตอร์ HFE

ในขณะที่ค่า HFE เป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีค่าการพึ่งพาค่า HFE ที่เฉพาะเจาะจงไม่ใช่กลยุทธ์ที่ดีเมื่อออกแบบวงจรค่า HFE ที่แท้จริงของทรานซิสเตอร์สามารถผันผวนได้อย่างมีนัยสำคัญดังนั้นการออกแบบวงจรควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรสามารถทำงานได้อย่างเสถียรภายในช่วงที่คาดหวังของค่า HFE แทนที่จะแก้ไขค่าเฉพาะวิธีการนี้ช่วยสร้างการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้มากขึ้น

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เรามักจะพูดถึง "กำไร" ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับการวัดความแตกต่างระหว่างเอาต์พุตและอินพุตสำหรับทรานซิสเตอร์ความแตกต่างนี้จะปรากฏในหลายรูปแบบของกำไรขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าเฉพาะและพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์

ผลกำไรปัจจุบันสองรูปแบบ

เบต้า (β) หรือ HFE:

เมื่อเราพูดถึงเบต้า (β) หรือ HFE ของทรานซิสเตอร์ทางแยกสองขั้ว (BJT) เราจะอ้างถึงอัตราขยายปัจจุบันในการกำหนดค่าทั่วไปลองนึกภาพการวัด DC ที่ไหลผ่านตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ (IC) และเปรียบเทียบกับ DC ที่เข้าสู่ฐาน (IB)ค่าβเป็นผลมาจากอัตราส่วนนี้ส่งผลโดยตรงต่อวิธีที่ทรานซิสเตอร์เพิ่มกระแสไฟฟ้าทรานซิสเตอร์ NPN ใช้βในขณะที่ทรานซิสเตอร์ PNP ใช้β '

เขา:

เช่นเดียวกับ HFE, HFE มุ่งเน้นไปที่กำไรปัจจุบันสัญญาณขนาดเล็ก แต่คราวนี้ภายใต้เงื่อนไข AC เช่นภายใต้เงื่อนไขของกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลามันมักจะวัดที่ความถี่เฉพาะแสดงให้เห็นว่าทรานซิสเตอร์จัดการสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้อย่างไร

กำไรที่สำคัญอื่น ๆ

อัลฟ่า (α):

การได้รับอัลฟ่าจะถูกตรวจพบในการกำหนดค่าทั่วไปโดยเปรียบเทียบกระแส DC Collector Current (IC) กับ DC Emitter Current (IE)ทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่มีค่าαใกล้เคียงกับ 1 ซึ่งหมายถึงการถ่ายโอนเกือบทั้งหมดจากตัวส่งไปยังตัวสะสม

แรงดันไฟฟ้า (AV):

ถัดไปแรงดันไฟฟ้าขยาย (AV) มุ่งเน้นไปที่อัตราส่วนของแรงดันเอาต์พุตกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตการทำความเข้าใจกับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเป็นกุญแจสำคัญเมื่อวิเคราะห์ประสิทธิภาพของวงจรเครื่องขยายเสียงเนื่องจากมันบอกเราว่าแอมพลิฟายเออร์สามารถเพิ่มสัญญาณอินพุตได้กี่ครั้ง

Power Gain (AP):

ในที่สุด Power Gain (AP) มีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานพลังงานการวัดอัตราส่วนของกำลังขับต่อพลังงานอินพุตพารามิเตอร์นี้มีผลบังคับใช้เป็นพิเศษสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของวงจรเช่นแอมพลิฟายเออร์พลังงาน

ค่า HFE ของทรานซิสเตอร์หรือที่เรียกว่าβเป็นตัวบ่งชี้สำคัญของความสามารถในการเป็นเครื่องขยายเสียงพูดง่ายๆก็คือมันบอกเราว่าทรานซิสเตอร์สามารถขยายกระแสฐาน (IB) ได้กี่ครั้งเพื่อสร้างกระแสตัวสะสมขนาดใหญ่ (IC)กระบวนการนี้สามารถอธิบายได้ด้วยสมการง่าย ๆ : IC = HFE * IB = β * IB

ลองนึกภาพถ้าคุณป้อนกระแส 1mA (Milliampere) ของกระแสเข้าสู่ฐานของทรานซิสเตอร์และค่า HFE ของทรานซิสเตอร์คือ 100 ในทางทฤษฎีกระแสสะสมจะเพิ่มขึ้นเป็น 100mA (Milliampere)การเพิ่มขึ้นนี้ไม่เพียง แต่สะท้อนถึงบทบาทของทรานซิสเตอร์ในฐานะแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน แต่ยังแสดงให้เห็นว่ามันสามารถเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเป็นผลลัพธ์ที่สำคัญได้อย่างไร

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วเราจะพิจารณาค่า HFE ของทรานซิสเตอร์ให้อยู่ในช่วงที่กำหนดเช่น 10 ถึง 500 ในความเป็นจริงค่านี้ได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าดังนั้นแม้กระทั่งสำหรับทรานซิสเตอร์ของโมเดลเดียวกันค่า HFE อาจแตกต่างกัน

วิธีการโดยตรงที่สุดในการกำหนดค่า HFE ของทรานซิสเตอร์ที่เฉพาะเจาะจงคือการปรึกษาแผ่นข้อมูลของผู้ผลิตอย่างไรก็ตามแผ่นข้อมูลมักจะให้ช่วงสำหรับค่า HFE มากกว่าตัวเลขที่ระบุสิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงความจริงที่ว่าแม้จะมีความแม่นยำในการผลิตเทคนิคการผลิต แต่มั่นใจว่าค่า HFE ที่เหมือนกันสำหรับทรานซิสเตอร์ทุกตัวนั้นท้าทายดังนั้นผู้ผลิตให้ค่า HFE ที่เป็นไปได้

ด้วยความแปรปรวนโดยธรรมชาติของ HFE การออกแบบวงจรทรานซิสเตอร์ที่เสถียรและคาดการณ์ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญซึ่งหมายความว่านักออกแบบจำเป็นต้องคำนึงถึงความผันผวนที่เป็นไปได้ใน HFE เพื่อให้มั่นใจว่าวงจรสามารถรักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงได้แม้ว่าค่า HFE จะเปลี่ยนไปกลยุทธ์การออกแบบนี้ช่วยเอาชนะความคาดเดาไม่ได้ของประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่เชื่อถือได้ของวงจร

• - คำจำกัดความ: ปัจจัยการขยายตัวทั่วไปที่แสดงถึงอัตราส่วนของตัวสะสมทรานซิสเตอร์กระแสไฟฟ้าต่อปัจจุบัน (HFE = IC/IB)
• - ช่วงทั่วไป: ใช้กับ 10 ถึง 500 ครั้งโดยมีค่าส่วนใหญ่ที่ 100
• - ความแปรปรวน: อาจมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างทรานซิสเตอร์ประเภทเดียวกัน
• - ความเสถียรของอุณหภูมิ: ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ HFE จะลดลงตามอุณหภูมิที่สูงขึ้น
• - ความเสถียรในปัจจุบัน: ช่วยให้กระแสสะสมแตกต่างกันโดยไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญกับกระแสสะสม
• - รับข้อผิดพลาด: สำหรับการได้รับทรานซิสเตอร์สองขั้วการเบี่ยงเบนและการชดเชยเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพของอุปกรณ์
• - ความมั่นคงด้านสิ่งแวดล้อม: ใช้สำหรับทรานซิสเตอร์จำนวนมากซึ่งทรานซิสเตอร์ HFE สามารถมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ
• - การลดทอนตามธรรมชาติ: ในแอมพลิจูดในปัจจุบันขนาดเล็กการลดทอนตามธรรมชาตินำไปสู่การลดลงของค่า HFE เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพที่สอดคล้องกัน
• - การใช้งานในวงจร: ใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบวงจรตัวอย่างเช่นเพื่อกำหนดไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพในวงจรตัวสะสมทรานซิสเตอร์

ในขณะที่เราขุดลึกลงไปในวิธีที่ทรานซิสเตอร์จัดการกับกระแสเรากำลังวิเคราะห์ประสิทธิภาพของพวกเขาในภูมิภาคปฏิบัติการที่แตกต่างกันแต่ละภูมิภาคแสดงถึงโหมดการใช้งานเฉพาะสำหรับทรานซิสเตอร์และในโหมดเหล่านี้อัตราขยายปัจจุบัน - ความสามารถของทรานซิสเตอร์ในการขยาย - variesมาดูพื้นที่ทำงานเหล่านี้อย่างละเอียดกว่ากัน:

1. ภูมิภาคที่ใช้งานอยู่ (ภูมิภาคเชิงเส้น)

นี่คือที่ความมหัศจรรย์ของทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องขยายเสียงเกิดขึ้นในภูมิภาคนี้ฐานของทรานซิสเตอร์และตัวปล่อยแสดงอคติไปข้างหน้า - นึกถึงประตูเปิดเล็กน้อยทำให้กระแสผ่านผ่านในขณะเดียวกันฐานและนักสะสมมีอคติย้อนกลับคล้ายกับประตูอื่นปิดอย่างแน่นหนาป้องกันไม่ให้กระแสไหลไปในทิศทางที่ผิดในการตั้งค่านี้กระแสสามารถไหลจากตัวสะสมไปยังตัวส่งสัญญาณด้วยอัตราขยายปัจจุบัน (HFE หรือβ) มีบทบาทสำคัญที่นี่โดยกำหนดระดับของการขยายสัญญาณ

2. พื้นที่อิ่มตัว

พื้นที่ความอิ่มตัวเป็นสถานะที่ทรานซิสเตอร์ทำงานได้อย่างสมบูรณ์โดยทั้งการเชื่อมต่อฐานถึงผู้อุณหภูมิและการเชื่อมต่อฐานต่อการเชื่อมต่อลองนึกภาพว่ามันเป็นประตูน้ำที่เปิดโล่งอย่างเต็มที่ทำให้น้ำ (กระแส) ไหลได้อย่างอิสระอย่างไรก็ตามเมื่อกระแสถึงขีด จำกัด แม้ว่ากระแสฐานยังคงเพิ่มขึ้นกระแสไฟฟ้าที่ไหลจะไม่เพิ่มขึ้นอีกนี่คือสถานะความอิ่มตัวที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เหมือนสวิตช์ปิดที่ไม่สามารถเปิดได้อีก

3. พื้นที่ตัดออก

สุดท้ายภูมิภาคที่ถูกตัดเป็นโหมดที่ทรานซิสเตอร์ถูกปิดเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสใด ๆ ผ่านที่นี่ทั้งการเชื่อมต่อฐานถึงตัวพิมพ์และฐานถึงตัวสะสมเป็นแบบย้อนกลับแบบย้อนกลับเช่นประตูสองบานปิดอย่างแน่นหนาหยุดการไหลของกระแสใด ๆในสถานะนี้เนื่องจากกระแสฐานเป็นศูนย์กระแสตัวสะสมตามธรรมชาติก็เป็นศูนย์ทำให้อัตราขยายปัจจุบันเป็นศูนย์ในทางทฤษฎี

อุณหภูมิมีผลต่อ HFE อย่างไร

เมื่อใช้งานทรานซิสเตอร์คุณจะพบว่า HFE หรือปัจจัยการขยาย/การขยายปัจจุบันของมันเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมโดยรอบโดยทั่วไปเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเขามีแนวโน้มที่จะลดลงซึ่งหมายความว่าเมื่อใช้ทรานซิสเตอร์ในสภาพแวดล้อมที่มีความผันผวนของอุณหภูมิที่สำคัญจำเป็นต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิสามารถนำไปสู่การลดประสิทธิภาพและความเสถียรของทรานซิสเตอร์ซึ่งมีผลต่อการออกแบบวงจรและการใช้งานขั้นสุดท้าย

ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันของตัวสะสมใน HFE

ในทางปฏิบัติ HFE ของทรานซิสเตอร์ไม่ใช่ค่าคงที่มันค่อยๆลดลงเมื่อกระแสไฟฟ้า (IC) เพิ่มขึ้นซึ่งหมายความว่าการทำความเข้าใจความแปรปรวนของ HFE นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการออกแบบวงจรที่กระแสสะสมอาจแตกต่างกันไปมันเกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพโดยรวมของวงจรซึ่งอาจได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงใน HFE

อายุการย่อยสลายและผลกระทบต่อ HFE

เมื่อเวลาผ่านไปเอฟเฟกต์อายุและการย่อยสลายในการใช้ทรานซิสเตอร์สามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของ HFEการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจเกิดจากปัจจัยต่าง ๆ รวมถึงการใช้งานระยะยาวสภาพแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์หรือความเครียดทางไฟฟ้าในแอพพลิเคชั่นที่จำเป็นต้องมีความเสถียรของประสิทธิภาพอย่างเข้มงวดการพิจารณาความมั่นคงในระยะยาวของทรานซิสเตอร์ HFE เมื่อเวลาผ่านไปมีความสำคัญเป็นพิเศษการรับรองความเสถียรของ HFE เป็นกุญแจสำคัญในการรักษาการทำงานปกติของวงจรอย่างต่อเนื่อง

ในการเป็นตัวแทนของอัตราขยายของทรานซิสเตอร์มีการใช้สัญลักษณ์หลายสัญลักษณ์แต่ละอันสะท้อนให้เห็นถึงแง่มุมต่าง ๆ ของการได้รับกระแส:

เบต้า (β): เบต้า (β) เป็นสัญลักษณ์ทั่วไปสำหรับอัตราขยายกระแสไปข้างหน้าของทรานซิสเตอร์ซึ่งส่วนใหญ่ได้รับการแนะนำในระหว่างขั้นตอนการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์

เขา: เขาเป็นสัญลักษณ์เฉพาะที่ใช้เพื่ออธิบายการได้รับทรานซิสเตอร์ในปัจจุบันในการกำหนดค่าทั่วไปของตัวพิมพ์การกำหนดค่าเขามีค่าเท่ากับค่าเบต้าขนาดเล็กและมักจะเห็นในแผ่นข้อมูลทรานซิสเตอร์และการคำนวณการออกแบบวงจร

ในขณะที่ HFE เขาและเบต้าทั้งหมดมีตัวย่อที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเขาและที่นี่มักจะเห็นได้ทั่วไปในเอกสารทางเทคนิคอย่างไรก็ตามเนื่องจากความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการได้รับปัจจุบันระหว่างทรานซิสเตอร์ที่แตกต่างกันสัญลักษณ์เหล่านี้มักจะมีนัยสำคัญทางทฤษฎีมากขึ้นดังนั้นสำหรับการออกแบบวงจรทรานซิสเตอร์ใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นแอพพลิเคชั่นขนาดเล็กหรือแอปพลิเคชัน DC การปรับให้เข้ากับความแปรปรวนที่สำคัญของกำไรปัจจุบันเป็นสิ่งสำคัญ

แม้ว่าเขาและเบต้าจะเป็นมาตรการที่เกี่ยวข้องกับกำไรปัจจุบันของทรานซิสเตอร์ แต่พวกเขาก็แตกต่างกันในการเป็นตัวแทน (AC กับ DC) การใช้งานและการตั้งชื่อการทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบและวิเคราะห์วงจรทรานซิสเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพ

บทความนี้ให้การดูเชิงลึกที่อัตราขยายปัจจุบัน (HFE) ของทรานซิสเตอร์ทางแยกสองขั้ว (BJTs) ซึ่งเป็นตัวชี้วัดหลักที่ใช้ในการวัดความสามารถของทรานซิสเตอร์ในการขยายกระแสไฟฟ้าHFE เป็นตัวชี้วัดอัตราส่วนของกระแสฐานและกระแสสะสมและมีความสำคัญต่อการออกแบบวงจรที่รวม BJTในขณะที่ค่า HFE ของทรานซิสเตอร์สามารถรับได้จากแผ่นข้อมูลของผู้ผลิตเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าในทางปฏิบัติค่า HFE นั้นขึ้นอยู่กับความแปรปรวนของกระบวนการผลิตการแปรผันของอุณหภูมิและความผันผวนในปัจจุบันและอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญแทนที่จะพึ่งพาค่า HFE คงที่เพียงอย่างเดียวนักออกแบบวงจรควรพิจารณาช่วงของการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ใน HFE เพื่อให้แน่ใจว่าความมั่นคงของวงจรและความน่าเชื่อถือนอกจากนี้บทความกล่าวถึงสถานะกำไรปัจจุบันในภูมิภาคการดำเนินงานที่แตกต่างกันปัจจัยที่มีผลต่อ HFE และความแตกต่างระหว่าง HFE และพารามิเตอร์ Gain ปัจจุบันอื่น ๆ เช่น HFE และ BETA ให้ความเข้าใจที่ครอบคลุมว่าทรานซิสเตอร์จัดการสัญญาณปัจจุบันและขยาย

1. กำไรปัจจุบันของทรานซิสเตอร์คืออะไร?

อัตราส่วนของกระแสสะสมต่อกระแสพื้นฐานเรียกว่าอัตราขยายปัจจุบันเป็นสัญลักษณ์ของβDCหรือ HFE สำหรับทรานซิสเตอร์พลังงานต่ำซึ่งโดยทั่วไปจะเป็น 100 ถึง 300

2. คุณทดสอบได้อย่างไรว่าทรานซิสเตอร์ไม่ดีหรือดี?

เชื่อมต่อโพรบเชิงลบของมัลติมิเตอร์กับเอาต์พุตฐาน (โดยปกติจะเป็นโพรบสีดำ) และบวก (สีแดง) ก่อนไปยังตัวสะสมแล้วไปที่ตัวส่งสัญญาณการได้รับค่าในช่วง ~ 500 -1500 โอห์มยืนยันการทำงานที่ถูกต้องของทรานซิสเตอร์

3. คุณวัดทรานซิสเตอร์ด้วยมัลติมิเตอร์ได้อย่างไร?

เชื่อมต่อโพรบเชิงลบของมัลติมิเตอร์กับเอาต์พุตฐาน (โดยปกติจะเป็นโพรบสีดำ) และบวก (สีแดง) ก่อนไปยังตัวสะสมแล้วไปที่ตัวส่งสัญญาณการได้รับค่าในช่วง ~ 500 -1500 โอห์มยืนยันการทำงานที่ถูกต้องของทรานซิสเตอร์