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O que é beta (β) em BJTs

Nos transistores de junção bipolar, o fator que determina o nível de sensibilidade do dispositivo à corrente de base e o nível de amplificação em seu coletor é chamado de beta ou hFE. Isso também determina o ganho do dispositivo.

Em outras palavras, se o BJT usa uma corrente relativamente mais alta para alternar sua carga de coletor de maneira ideal, ele tem baixa β (beta), por outro lado, se for capaz de comutar a corrente nominal do coletor de forma otimizada usando uma corrente de base mais baixa, então seu beta é considerado alto.

Neste artigo vamos discutir sobre beta (β) e o que é hFE em configurações BJT. Encontraremos a semelhança entre betas ac e dc, e também provaremos através de fórmulas porque o fator beta é tão importante em circuitos BJT.

Um circuito BJT no modo de polarização dc forma uma relação entre suas correntes de coletor e de base IC e euB através de uma quantidade chamada betae é identificado com a seguinte expressão:

βCC = euC / euB —— (3.10)

onde as quantidades são estabelecidas sobre um ponto de operação específico no gráfico característico.

Em circuitos de transistor reais, o valor de beta para um determinado BJT pode variar tipicamente dentro de uma faixa de 50 a 400, onde a faixa média aproximada é o valor mais comum.

Esses valores nos dão uma ideia da magnitude das correntes entre o coletor e a base do BJT.

Para ser mais preciso, se um BJT for especificado com um valor beta de 200, significa que a capacidade de sua corrente de coletor IC é 200 vezes mais a corrente de base IB.

Ao verificar as folhas de dados, você descobrirá que o βCC de um transistor sendo representado como o hFE.

Neste termo a carta h é inspirado na palavra híbrido como em transistor hcircuito CA equivalente ao ybrid, discutiremos mais sobre isso em nossos próximos artigos. Os subscritos F dentro (hFE) é extraído da frase famplificação de corrente direta e o termo E é retirado da frase comum-emitter em uma configuração de emissor comum BJT, respectivamente.

Quando a corrente alternada ou CA está envolvida, a magnitude beta é expressa como mostrado abaixo:

AC BETA EM BJT

Formalmente, o termo βumac é referido como fator de amplificação de corrente direta de emissor comum.

Como em circuitos de emissor comum a corrente de coletor normalmente se torna a saída do circuito BJT, e a corrente de base atua como a entrada, o amplificação fator é expresso como mostrado na nomenclatura acima.

O formato da equação 3.11 se assemelha bastante ao formato da αac como discutido em nossa seção anterior 3.4. Nesta seção evitamos o procedimento de determinar o valor de αac das curvas características devido à complexidade envolvida de medir as mudanças genuínas entre o IC e euE sobre a curva.

No entanto, para a equação 3.11 achamos possível explicá-la com alguma clareza e, além disso, também nos permite encontrar o valor de αac de uma derivação.

Nas fichas técnicas do BJT, βac normalmente é mostrado como vida. Aqui podemos ver que a diferença está apenas no lettering do feque estão em minúsculas em comparação com as maiúsculas usadas para βCC. Aqui também a letra h é usada para identificar o h como na frase hcircuito equivalente ybrid, e fe é derivado das frases fganho de corrente para a frente eeconfiguração da mitra.

A Fig. 3.14a mostra o melhor método de implementação da Eq.3.11 através de um exemplo numérico, com um conjunto de características, e isso é produzido novamente na Fig. 3.17.

Agora vamos ver como podemos determinar βac para uma região das características identificadas por um ponto de operação com valores IB = 25 μa e VCE = 7,5 V como mostrado na Fig 3.17.

DETERMINAR CARACTERÍSTICAS BETA DE AC DC

A regra que restringe VCE = constante exige que a linha vertical seja traçada de forma a cortar o ponto de operação em VCE = 7,5 V. Isso torna o valor VCE = 7,5 V para permanecer constante ao longo desta linha vertical.

A variação em IB (ΔIB) como aparente na Eq. 3.11 é consequentemente descrito selecionando alguns pontos nos dois lados do ponto Q (ponto de operação) ao longo do eixo vertical tendo distâncias aproximadamente uniformes em ambos os lados do ponto Q.

Para a situação indicada as curvas envolvendo as magnitudes IB = 20 μA e 30 μA satisfazem os requisitos ficando perto do ponto Q. Estes, além disso, estabelecem os níveis de IB que são definidos sem dificuldade em vez de exigir a necessidade de interpolar o IB nível entre as curvas.

Pode ser importante notar que os melhores resultados são determinados tipicamente selecionando ΔIB o menor possível.

Podemos descobrir as duas magnitudes de IC no local onde as duas interseções de IB e o eixo vertical se cruzam desenhando uma linha horizontal através do eixo vertical e avaliando os valores resultantes de IC.

O βac estabelecido para a região específica poderia então ser identificado resolvendo a fórmula:

IMG 6244FD1DD49F2

Os valores de βac e βdc podem ser encontrados razoavelmente próximos um do outro e, portanto, podem ser frequentemente intercambiados. Significado se o valor de βac for identificado, poderemos usar o mesmo valor para avaliar βcc também.

No entanto, lembre-se de que esses valores podem variar entre os BJTs, mesmo que sejam do mesmo lote ou lote.

Normalmente, a semelhança nos valores dos dois betas depende de quão pequena é a especificação de ICEO é para o transistor em particular. I menorCEO apresentará maior similaridade e vice-versa.

Já que a preferência é ter o mínimo que euCEO valor para um BJT, a dependência de similaridade dos dois betas acaba sendo uma ocorrência genuína e aceitável.

Se tivéssemos a característica aparecendo como mostrado na Fig. 3.18, teríamos o βac semelhantes em todas as regiões das características,

Você pode ver que o passo de IB é fixado em 10µA e as curvas têm espaços verticais idênticos em todos os pontos característicos, que é de 2 mA.

Se avaliarmos o valor de βac no ponto Q indicado, produziria o resultado como mostrado abaixo:

CALCULAR BETA AC EM BJT

Isso prova que os valores dos betas ac e dc serão idênticos se a característica do BJT aparecer como na Fig.3.18. Especificamente, podemos notar aqui que o ICEO = 0µA

OS VALORES DOS BETAS AC E DC SERÃO IDÊNTICOS

Na análise a seguir, estaremos ignorando os subscritos ac ou dc para os betas apenas para manter os símbolos simples e limpos. Portanto, para qualquer configuração BJT, o símbolo β será considerado como o beta para cálculos de CA e CC.

Já discutimos sobre alfa em um de nossos posts anteriores. Vamos agora ver como podemos criar uma relação entre o alfa e o beta aplicando os princípios fundamentais aprendidos até agora.

Usando β = IC / EUB

nós pegamos euB = euC /β,

Da mesma forma para o termo alfa também, podemos deduzir o seguinte valor:

α = euC / EUEe euE = euC

Portanto, substituindo e reorganizando os termos, encontramos a seguinte relação:

RELAÇÃO BJT ALFA BETA

Os resultados acima são os indicados na Fig. 3.14a. Beta se torna um parâmetro crucial, pois nos permite identificar uma relação direta entre as magnitudes das correntes nos estágios de entrada e saída para uma configuração de emissor comum. Isso pode ser reconhecido a partir das seguintes avaliações:

POR QUE BETA EM TRANSISTORES É TÃO CRUCIAL

Isso conclui nossa análise sobre o que é beta nas configurações do BJT. Se você tiver alguma sugestão ou mais informações, por favor, compartilhe na seção de comentários.

Hashtags: #beta #BJTs
 

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