Анализирующая схема с несколькими BJT

В настоящее время я посещаю занятия по аналоговой электронике, и это одна из проблем, которая возникла:

  V 1 = 15V V 1 = 15V, Ueb = Ube = 0.6V, Uce(sat) = 0.2V, β =200, 
  VT = 25mV, R2 = 39Ω, R4 = 4.7kΩ, R5 = 470Ω

Меня просят найти значения R1, R3 и R6 так, чтобы токи покоящегося коллектора Q2 и Q3 составляли 8 мА, а коллектор Q2 находился под потенциалом V1 / 2, когда входной сигнал отсутствует (что делает это скажите мне? Это даже уместно, так как я только делаю анализ постоянного тока здесь?) Есть ли какие-либо общие шаги, которым нужно следовать? Я провел похожий анализ с двумя транзисторами, и всегда нужно было найти выражения для Ve, Vc и Vb для каждого транзистора и, сравнив их, сделать предположение, в каком режиме он работает. Здесь, однако, я пришел к противоречию, а именно Q2, кажется, находится в линейном режиме, и, следовательно, R6 = (V1 / 2-V1-0,7) / 8mA <0. Надеюсь, я не задавал слишком широкий вопрос. Я не прошу решения, а просто говорю мне рецепт такого анализа.

РЕДАКТИРОВАТЬ : довольно неловко, я только сейчас заметил, что на самом деле то, что мне показалось узлом между коллектором Q1 и основанием q3, не одно. Можно сказать, просто внимательно наблюдая.

— Эмир Шемшич
источник

Правильно, вы рассчитываете решение для точки смещения (анализ постоянного тока), которая является ситуацией, когда нет входного сигнала (переменного тока). Таким образом, вы можете игнорировать все конденсаторы. Предполагая, что все транзисторы находятся в линейном режиме, это хорошее начальное предположение. Если транзистор должен быть в насыщении, это станет ясно позже. Ic (Q3) = 8 мА, как этот ток может течь на землю? На схеме напишите все, что вы знаете (токи, напряжения). Сделайте предположение здесь и посмотрите, можете ли вы найти решение. Некоторые компоненты могут иметь диапазон значений, например R6.

— Bimpelrekkie

Если бы вы могли дать ответ, это было бы здорово. Мне действительно нужно лучше понять, чтобы иметь возможность узнать об усилителях.

— Эмир Шемшич

Дать вам только ответ (при условии, что он у меня есть) не очень вам помогает, это метод, который я использую, чтобы найти решение, которое имеет значение, потому что вы можете применить его практически к любой схеме. Вы нарисовали схему на листе бумаги и заполнили все, что уже знаете? Как база Q2, какое там напряжение? Это 15 В (V1) - 0,6 В (Ube) = 14,4 В. Ic Q3 = 8 мА, где он может течь? Эмиттер Q3 - R4 - он не может попасть в R5, C3 блокирует его, поэтому должен войти в базу-эмиттер Q1 - R2 на землю. Теперь сделайте то же самое для Q2, Ic также 8 мА, он течет R6 -R3 -R2 Это добавляет к 8 мА через R2 ...

— Bimpelrekkie

@FakeMoustache Это проблема. Затем он может течь только от узла в C4 к коллектору, имея в виду, что напряжение коллектора составляет 7,5 В, и что напряжение узла в с4 составляет 14,4 В. Затем ток коллектора подается IN на транзистор, что довольно странно, учитывая, что действительно кажется, что этот транзистор находится в линейном режиме. Кстати, я не спрашивал о решении, но о методе, чтобы услышать ваш образ мышления.

— Эмир Шемшич

Я согласен с @FakeMoustache, вопрос, как заявлено, не работает. Q3 ток коллектора должен проходить через r4, что невозможно при 8ma и 4k7 и 15v

— Loganf

Ответы:

Как вопрос, так и конфигурация, кажется, каким-то образом нарушены, но, сделав несколько предположений / изменений, я попытаюсь проиллюстрировать, как бы я решил подобную задачу. Я предполагаю, что моя предполагаемая конфигурация не предназначена, но я не вижу никакой очевидной альтернативы.

Итак: Предполагая, что все транзисторы являются NPN (и изменяя параметры для транзистора, которые мы изменили, чтобы применить к эмиттеру), предполагая, что целевые значения тока коллектора - Q1 и Q2. (а не Q2 / Q3)

Как правило, подход состоит в том, чтобы принять разумный набор начальных условий и целевого состояния, а затем изменять значения до тех пор, пока либо не будут выполнены условия, либо вы достигнете абсурдного состояния (что вызывает изменение первоначальных предположений).

Мы начнем с предположения о линейной работе всех транзисторов (кажется, что все реализуют базовые конфигурации усилителей и, если таковые имеются, предназначены для линейной работы).

Q1, видимый из R2 и Q3, видимый из R4, оба являются последователями излучателя, и, поскольку мы предполагаем, что линейная операция I_R4 должна быть 8 мА / β. тогда падение напряжения на R4 будет (8 м / 200 * 4 к7 В) небольшим (<200 мВ). Падение напряжения на R3, проходящем через два эмиттера, и затем R4 становится равным 2Ube + ~ 200 мВ или ~ 1,4 В.

Теперь мы знаем напряжение над R3. Опять же, поскольку мы предполагаем, что Q3 является линейным, базовый ток в Q3 << IR3 и IR3 должен быть близок к току коллектора Q2, т.е. 8 мА. учитывая, что наши предположения верны, теперь мы можем установить R3.

Ток через R2 - это ток через R3 + ток эмиттера от Q1, ~ 16 мА. Теперь мы знаем или предполагаем напряжения на Q2 (U1 / 2), R3 (~ 1,4 В), R2. Остаток напряжения должен быть больше R6. Ток равен IQ2.

Если Q2 должен работать в линейной области, напряжение на R1 должно быть на ~ Ueb выше целевого напряжения эмиттера. Он также должен поглощать большую часть тока от Q1. I = ~ 8 мА, U = U1 / 2-Ueb

Теперь у вас есть ответ, и остается только увидеть, что это действительно устойчивое, не абсурдное состояние. Из работы двойных повторителей напряжения видно, что через три транзистора имеется отрицательная петля обратной связи. Если ток через Q2 слишком высок, напряжение на R3 также должно быть высоким, подтягивая Q3-> Q1 -> опуская R1-> понижая напряжение на базе Q2.

Точные цифры оставлены в качестве упражнения для читателя. Остерегайтесь ужасных ошибок, вызванных дефицитом кофе в математике и логике.

— коловорот
источник

Проверьте мои последние изменения.

— Эмир Шемшич

Я никогда не видел там узла. Моя проблема со схемой состоит в том, что Q3, кажется, вставлен как усилитель обратной связи, но если вы следуете усилению контура вокруг Q1-Q2-Q3, оно окажется положительным (если я не читаю схему неправильно).

— Brog

Вы уверены, что предоставили всю информацию по этой схеме?

Насколько я вижу, это устройство производит только некоторый ток утечки.

Там нет шансов для текущего потока.

Либо Q3 что-то сделает, ни Q1. Единственный возможный ток может течь в Q2 от Эмиттера к базе, но продолжения еще нет.

Даже анализ времени может ничего не изменить, потому что нет конденсатора, который мог бы обеспечить необходимый базовый ток для любого транзистора.

— AllDayPiano
источник