ट्रांजिस्टर स्विच क्यों नहीं करेगा?

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मैं एक पाठ्य पुस्तक से एक उदाहरण पढ़ रहा था। और इस सर्किट के ऊपर लेखक का दावा है कि जब R3 100 ओम से कम है तो Q3 स्विच नहीं करेगा। मैं "कारण" का पता नहीं लगा सका। लेकिन मैंने एलटीस्पाइस के साथ सत्यापित किया कि लेखक सही है। वह सिर्फ इसका कारण नहीं बताता है।

अगर R3 को Q2 के करीब होने पर R3 कहते हैं, तो Q3 भी स्विच ऑन क्यों नहीं करेगा?

transistors switches bjt

— user16307
स्रोत

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आप इस उदाहरण का कठिन अध्ययन, अध्ययन और विश्लेषण कर रहे हैं। यह गलत है। यह सिर्फ दो बार देखने के बाद मेरा ध्यान गया। अच्छा लगता है!

— डैनियल टॉर्क

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Q3 को चालू करने के लिए, इसके आधार और उत्सर्जक के बीच वोल्टेज ड्रॉप 0.6 V के बारे में होना चाहिए, जिसका मतलब है कि R3 के ऊपर एक ही वोल्टेज गिराया जाना चाहिए, जिसका मतलब है कि R3 के माध्यम से बहने वाला प्रवाह कम से कम I3 = 0.6V / R3 होना चाहिए ।

जब R3 के माध्यम से कम प्रवाह होता है, तो R3 पर वोल्टेज ड्रॉप Q3 के न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप से छोटा होता है, और Q3 बंद रहेगा।

R3 = 100 Ω के लिए, आवश्यक वर्तमान I3 6 mA होगा। हालांकि, इस सर्किट में, R3 और Q3 दोनों के माध्यम से वर्तमान भी R2 द्वारा सीमित है: 6 mA की एक वर्तमान में 19.8 V से अधिक R2 के वोल्टेज ड्रॉप का परिणाम होगा, जो कि 15 वी की आपूर्ति के साथ संभव नहीं है।
R2 पर सबसे बड़ा संभावित वोल्टेज ड्रॉप तब होता है जब Q2 संतृप्त होता है, और लगभग 14 V होता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम 14V / 3.3kΩ = 4.2 mA का अधिकतम संभव वर्तमान होता है।

— सीएल।
स्रोत

"जिसका अर्थ है कि R3 के ऊपर एक ही वोल्टेज गिराया जाना चाहिए," उसी वोल्टेज को क्यों गिराना है? क्या इसलिए कि किरचॉफ eq है?

— user16307

btw लेकिन जब R3 बहुत छोटा होता है तो करंट अधिक हो सकता है और एमिटर बेस वोल्टेज को संतुलित करने के लिए 0.7 वोल्ट बनाता है। im भ्रमित ..

— user16307

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@jjuserjr मुझे लगता है कि क्यू 3 पर मोटे तौर पर जाँच करने का एक आसान तरीका है कि क्या होना चाहिए या नहीं यह देखने के लिए होगा कि R3 ~ 0 के साथ, Q3 में समान वोल्टेज का स्तर उत्सर्जक और आधार होगा, लेकिन चूंकि यह pnp है, इसलिए एमएमपी एक होना चाहिए इसका संचालन शुरू करने के लिए आधार की तुलना में कम क्षमता। यदि वे एक समान क्षमता पर हैं, तो Q3 बंद हो जाएगा।

— user13267

आर 3 के छोर और क्यू 3 के बेस / एमिटर सीधे जुड़े हुए हैं, इसलिए इन बिंदुओं में हमेशा समान वोल्टेज होता है। R3 के माध्यम से वर्तमान अधिक नहीं हो सकता क्योंकि R2 इसकी अनुमति नहीं देता है।

— सीएल।

@ user13267 जब आपने लिखा "चूंकि यह एमएनपी है तो कंडक्टर का संचालन शुरू करने के लिए आधार की तुलना में कम क्षमता पर होना चाहिए।", मुझे लगता है कि आपका मतलब यह था कि एमिटर आधार की तुलना में अधिक क्षमता पर होना चाहिए।

— दीपक

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पीएनपी ट्रांजिस्टर चालू होता है जब काफी बड़ा होता है। जब आप बहुत छोटा करते हैं, तो इसे चालू करने के लिए ट्रांजिस्टर के EB जंक्शन पर पर्याप्त वोल्टेज नहीं होता है। $V_{EB}$ $R_3$

$V_{EB}$ $R_3$ $R_2$ $R_3$ $Q_3$

{वी}_{इ बी} \approx \frac{{आर}_{3}}{{आर}_{2} + {आर}_{3}} \cdot 15 वी \approx \frac{{आर}_{3}}{{आर}_{2}} \cdot 15 वी

$V_{EB} \approx \frac{R_3}{R_2 + R_3} \cdot \text{15 V} \approx \frac{R_3}{R_2} \cdot \text{15 V}$

R_{3} << R_{2}

$R_3 << R_2$

R_{3} / R_{2}

$R_3 / R_2$

— ग्रेग डी'ऑन
स्रोत

लेकिन जब R3 बहुत छोटा होता है तो करंट अधिक हो सकता है और एमिटर बेस वोल्टेज को संतुलित करने के लिए 0.7 वोल्ट बनाता है। मैं उलझन में हूं।

— user16307

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आपको यह समझने के लिए en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider पढ़ना चाहिए कि क्यों बढ़ती धारा में बढ़े हुए वोल्टेज का कारण नहीं होगा।

— ग्रेग

नहीं, मेरा मतलब है कि मूल रूप से pnp ट्रांजिस्टर को वोल्टेज ड्रॉप को सही से नियंत्रित करना चाहिए? इसलिए कभी भी इसका प्रतिरोध करना चाहिए। क्यों यह नियंत्रित नहीं कर सकते? और यदि यह R3 की धारा को नियंत्रित करता है तो यह जो भी छोटा है उसे बढ़ना चाहिए। बिल्कुल यही मैने सोचा।

— user16307

हम के माध्यम से वर्तमान के बारे में यहाँ बात कर रहे हैं बाधा (यानी R3) के माध्यम से नहीं ट्रांजिस्टर , जो (वर्तमान) के उत्तरार्द्ध केवल पर ट्रांजिस्टर मोड़ के लिए जिम्मेदार है। यदि आर 3 बहुत कम है, तो ट्रांजिस्टर को चालू करने के लिए आधार पर पर्याप्त वोल्टेज नहीं है । ट्रांजिस्टर के माध्यम से वर्तमान आर 2 द्वारा दिया जाता है, आर 3 नहीं।

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और ग्रेग के जवाब के बारे में: आर 3 / आर 2 के रूप में आर 3 / (आर 2 + आर 3) सन्निकटन करना यहां बहुत उपयोगी नहीं है, खासकर जब इस डिवाइडर को डिजाइन करते हैं ताकि Q3 वास्तव में संतृप्ति में चला जाए।

— फिज़ा

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चूँकि आप R3 के संबंध में Q3 के टर्न-ऑन व्यवहार के बारे में भ्रमित हैं, इसलिए समतुल्य सर्किट को केवल आवश्यक अवरोधक विभक्त (R3 और R2) और Q3 के बेस-एमिटर जंक्शन से युक्त मानें:

मैं यहाँ R3 को समय-समय पर 0 से 1K तक बदलता रहता हूँ। बीई डायोड 0.65 वी पर मुड़ता है जो आर 3 के लिए 150 ओम से मेल खाती है। यह आसानी से 15V * 150 / (3300 + 150) = 0.65V के रूप में सत्यापित है।

चूँकि एक डायोड के माध्यम से करंट चालू होता है, इसलिए उस पार (शॉकली के समीकरण) में वोल्टेज के साथ एक घातीय भिन्नता होती है, और चूंकि वर्तमान यहाँ R2 द्वारा सीमित है, डायोड चालू होने पर BE वोल्टेज लगभग स्थिर रहेगा। एक बार जंक्शन चालू होने के बाद, Vbe वास्तव में एक डायोड करंट के साथ लॉगरिदमिक रूप से भिन्न होता है जिसमें एक ऊपरी बाउंड (R2 द्वारा लगाया गया) होता है ... जो कि ज्यादा नहीं कहना है। ध्यान दें कि वी (बीई) वक्र (लाल ट्रेस) में आई (बीई) वर्तमान (मैजेंटा) की तुलना में तेज मोड़ है ... लॉगरिदमिक संबंध के कारण इसमें डायोड करंट है।

डायोड चालू होने से पहले, बीई वोल्टेज आर 3 का एक रैखिक कार्य है क्योंकि यह आर 2 के साथ सिर्फ एक विभक्त डिवाइडर है। इसके अलावा, मैं (R2) डायोड के चालू होने से पहले भी बहुत भिन्न नहीं होता क्योंकि टर्न-ऑन बिंदु केवल R3 = R2 के मान का 4.5% है। लेकिन I (R2) के एक अलग प्लॉट पर [निचले फलक में] आप देख सकते हैं कि डायोड के टर्न-ऑन बिंदु पर "और भी अधिक स्थिर" है। तो यह सामान्य धारणा की पुष्टि करता है कि Vbe निरंतर है (और इसलिए I (R2) यहाँ है) एक बार BE जंक्शन वास्तव में चालू है। इससे पहले कि वहाँ वैब पर कोई प्रतिबंध नहीं है जैसा कि आप देख सकते हैं; यह केवल R3 के मूल्य पर निर्भर करता है जब डायोड बंद होता है।

— सीटी
स्रोत

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एक डायोड में वोल्टेज और प्रवाहित होने वाली धारा पर विचार करें। नीचे एक पुराने जर्मेनियम डायोड (1N34A) और एक सिलिकॉन डायोड (1N914) के लिए वक्र हैं: -

सिलिकॉन डायोड पर ध्यान केंद्रित करें (1N914)। इसके पार 0.6 वोल्ट के साथ, वर्तमान लगभग 0.6mA है। अब उस वोल्टेज को 0.4 वोल्ट तक छोड़ दें। करंट 10 यूए तक गिरता है और 0.2 वोल्ट के साथ यह वर्तमान लगभग 100 एनए है।

अब, BJT में बेस-एमिटर जंक्शन एक आगे बायस्ड डायोड है। आगे की बायसिंग आपके द्वारा लगाए गए वोल्टेज से आती है और यह आमतौर पर एक बायसिंग रोकनेवाला के माध्यम से होता है। आपके सर्किट में, आर 2 और बिजली आपूर्ति वोल्टेज वर्तमान को परिभाषित करते हैं जो संयुक्त रूप से आधार में और आर 3 में प्रवाह कर सकते हैं।

आर 2 वर्तमान की एक सभ्य राशि की आपूर्ति करते हैं, इसमें से अधिकांश जंक्शन emitter आधार के माध्यम से बहती है क्योंकि आप पर हैं कि डायोड वक्र का हिस्सा है और यह है कि डायोड वक्र का हिस्सा एक गतिशील प्रतिरोध कि R3 तुलना में काफी छोटा है। बेस-एमिटर वोल्टेज कम होने के कारण, इसका डायनेमिक प्रतिरोध अधिक हो जाता है और आर 3 "पथ" बनने लगता है, जिसमें से अधिकांश में आर 2 बहता है।

गतिशील प्रतिरोध वर्तमान में परिवर्तन से विभाजित वोल्टेज में छोटे परिवर्तन है। आप ऊपर दिए गए डायोड ग्राफ को देख सकते हैं और कुछ बिंदुओं को चुन सकते हैं: -

0.60 वोल्ट पर वर्तमान में संभवतः 600 यूए है
0.62 वोल्ट पर करंट लगभग 1000 यूए है

डायनामिक प्रतिरोध 20mV / 200uA = 100 ओम होगा

0.40 वोल्ट पर करंट लगभग 10 यूए है
0.42 वोल्ट पर करंट लगभग 11 uA है

डायनामिक प्रतिरोध 20mV / 1uA = 20 कोहम होगा।

इसलिए, जब R3 कम हो जाता है तो यह अधिक प्रभावी हो जाता है कि बेस एमिटर जंक्शन और तेजी से जंक्शन करंट दूर हो जाता है। यह देखते हुए कि हम वर्तमान लाभ के साथ एक डिवाइस के लिए ट्रांजिस्टर कार्रवाई का अनुमान लगा सकते हैं, एक निश्चित बिंदु से परे R3 को कम करने का मतलब है एक तेजी से गिरने वाले कलेक्टर वर्तमान और, वास्तव में, ट्रांजिस्टर को बंद-बंद माना जाता है।

— एंडी उर्फ
स्रोत

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एक ट्रांजिस्टर को संचालन शुरू करने के लिए लगभग 0.7 VBE की आवश्यकता होती है। जैसा कि आप वहां एक सिम्युलेटर का लाभ उठाते हैं, विभिन्न आर 2 / आर 3 मूल्यों के साथ प्रयोग करें और आर 3 में विकसित वोल्टेज को देखें, और क्या ट्रांजिस्टर चालू होता है।

के रूप में क्यों यह 0.7v, आप अर्धचालक भौतिकी की जरूरत है!

— Neil_UK
स्रोत

मैंने सोचा कि मैं अरस्तू के तर्क का उपयोग करके बीवी को समझ सकता हूं। "अगर यह इससे अधिक हो जाता है" तो .. पर

— user16307

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ठीक है, मुझे लगता है कि सभी जटिल उत्तर दिए गए हैं, लेकिन मेरे दो सेंट के लिए: 150 ओम से नीचे कुछ भी "शार्ट आउट" बेस को एमिटर जंक्शन के लिए

— bomber8013
स्रोत