¿Qué es beta (β) en BJT?

En los transistores de unión bipolar, el factor que determina el nivel de sensibilidad del dispositivo a la corriente de base y el nivel de amplificación en su colector se llama beta o hFE. Esto también determina la ganancia del dispositivo.



En otras palabras, si el BJT usa una corriente relativamente más alta para cambiar la carga de su colector de manera óptima, entonces tiene una baja B (beta), a la inversa, si puede cambiar la corriente nominal del colector de manera óptima utilizando una corriente de base más baja, entonces su beta se considera alta.

En este artículo discutiremos sobre beta ( B ) Y lo que es hFE en configuraciones BJT. Encontraremos la similitud entre las betas de ca y dc, y también probaremos mediante fórmulas por qué el factor beta es tan importante en los circuitos BJT.





Un circuito BJT en el dc bias mode forma una relación a través de su colector y las corrientes base I C y yo B a través de una cantidad llamada beta , y se identifica con la siguiente expresión:

B dc = yo C / yo B ------ (3.10)



donde las cantidades se establecen sobre un punto operativo específico en el gráfico característico.

En circuitos de transistores reales, el valor de beta para un BJT dado puede variar típicamente dentro de un rango de 50 a 400, donde el rango medio aproximado es el valor más común.

Estos valores nos dan una idea de la magnitud de las corrientes entre el colector y la base del BJT.

Para ser más precisos, si un BJT se especifica con un valor beta de 200, significa que la capacidad de su colector actual I C es 200 veces más que la corriente base I B.

Cuando revise las hojas de datos, encontrará que B dc de un transistor representado como el hFE.

En este término la letra h se inspira en la palabra híbrido como en transistor h circuito de CA equivalente híbrido, discutiremos más sobre esto en nuestros próximos artículos. Los subíndices F en ( hFE ) se extrae de la frase F amplificación de corriente directa y el término ES se toma de la frase common- es mitter en una configuración de emisor común BJT, respectivamente.

Cuando se trata de una corriente alterna o una CA, la magnitud beta se expresa como se muestra a continuación:

ac beta en BJT

Formalmente, el término B a c se conoce como factor de amplificación de corriente directa de emisor común.

Dado que en los circuitos de emisor común, la corriente del colector generalmente se convierte en la salida del circuito BJT, y la corriente base actúa como la entrada, la amplificación El factor se expresa como se muestra en la nomenclatura anterior.

El formato de la ecuación 3.11 se parece bastante al formato de a y como se discutió en nuestro anterior sección 3.4 . En esta sección evitamos el procedimiento de determinar el valor de a y de las curvas características debido a la complejidad involucrada de medir los cambios genuinos entre los I C y yo ES sobre la curva.

Sin embargo, para la ecuación 3.11 encontramos que es posible explicarla con cierta claridad, y además también nos permite encontrar el valor de a y de una derivación.

En las hojas de datos de BJT, B y normalmente se muestra como hfe . Aquí podemos ver que la diferencia es solo en las letras del fe , que están en minúsculas en comparación con las mayúsculas como se usa para B dc. Aquí también la letra h se utiliza para identificar el h como en la frase h circuito equivalente híbrido, y fe se deriva de las frases F ganancia de corriente hacia adelante y es configuración de mitter.

La figura 3.14a muestra el mejor método para implementar la ecuación 3.11 a través de un ejemplo numérico, con un conjunto de características, y esto se produce nuevamente en la figura 3.17.

Ahora veamos cómo podemos determinar B y para una región de las características identificadas por un punto de operación que tiene valores I B = 25 μa y V ESTA = 7.5 V como se muestra en la Fig 3.17.

determinar las características beta de ca cc

La regla que restringe V ESTA = constante exige que la línea vertical se dibuje de manera que corte el punto de operación en V ESTA = 7.5 V. Esto da como resultado el valor V ESTA = 7.5 V para permanecer como una constante a lo largo de esta línea vertical.

La variación en yo B (ΔI B ) como es evidente en la ecuación. En consecuencia, 3.11 se describe seleccionando un par de puntos en los dos lados del punto Q (punto de funcionamiento) a lo largo del eje vertical que tiene distancias aproximadamente uniformes a cada lado del punto Q.

Para la situación indicada, las curvas que involucran las magnitudes I B = 20 μA y 30 μA satisfacen los requisitos manteniéndose cerca del punto Q. Estos además establecen los niveles de I B que se definen sin dificultad en lugar de requerir la necesidad de interpolar la I B nivel entre las curvas.

Puede ser importante tener en cuenta que los mejores resultados se determinan normalmente seleccionando ΔI B lo más pequeño posible.

Podemos encontrar las dos magnitudes de IC en el lugar donde las dos intersecciones de I B y el eje vertical se cruzan trazando una línea horizontal a través del eje vertical y evaluando los valores resultantes de I C.

los B y establecido para la región específica podría identificarse resolviendo la fórmula:

Los valores de B y y B dc se pueden encontrar razonablemente cerca entre sí y, por lo tanto, a menudo se pueden intercambiar. Es decir, si el valor de B y se identifica, es posible que podamos utilizar el mismo valor para evaluar B dc también.

Sin embargo, recuerde que estos valores pueden variar entre los BJT, incluso si son del mismo lote o lote.

Por lo general, la similitud en los valores de las dos betas depende de cuán pequeña sea la especificación de I CEO es para el transistor particular. Yo más pequeño CEO presentará mayor similitud y viceversa.

Dado que la preferencia es tener al menos yo CEO valor para un BJT, la dependencia de similitud de las dos betas resulta ser un hecho genuino y aceptable.

Si tuviéramos la característica que aparece como se muestra en la figura 3.18, tendríamos la B y similar en todas las regiones de las características,

Puedes ver que el paso de yo B se fija en 10µA y las curvas tienen espacios verticales idénticos en todos los puntos característicos, que es 2 mA.

Si evaluamos el valor de B y en el punto Q indicado, produciría el resultado que se muestra a continuación:

calcular beta ac en BJT

Esto prueba que los valores de las betas ca y cc serán idénticos si la característica del BJT aparece como en la figura 3.18. Específicamente, podemos notar aquí que el I CEO = 0µA

los valores de las betas de ca y cc serán idénticos

En el siguiente análisis, ignoraremos los subíndices ac o dc de las betas solo para mantener los símbolos simples y limpios. Por lo tanto, para cualquier configuración de BJT, el símbolo β se considerará como la beta para los cálculos de CA y CC.

Ya hemos hablado sobre alpha en una de nuestras publicaciones anteriores . Veamos ahora cómo podemos crear una relación entre alfa y beta aplicando los principios fundamentales aprendidos hasta ahora.

Usando β = I C / I B

tenemos yo B = Yo C / β,

De manera similar también para el término alfa, podemos deducir el siguiente valor:

α = yo C / I ES , y yo ES = Yo C / α

Por tanto, sustituyendo y reordenando los términos encontramos la siguiente relación:

Relación BJT alfa beta

Los resultados anteriores son los indicados en Figura 3.14a . Beta se convierte en un parámetro crucial, ya que nos permite identificar una relación directa entre las magnitudes de las corrientes en las etapas de entrada y salida para una configuración de emisor común. Esto se puede reconocer a partir de las siguientes evaluaciones:

por qué la beta en transistores es tan crucial

Esto concluye nuestro análisis con respecto a lo que es beta en las configuraciones de BJT. Si tiene alguna sugerencia o más información, compártala en la sección de comentarios.




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