Bases des transistors

quelque chose me tracasse depuis un moment. Quand je regarde un circuit impliquant quelque chose de plus compliqué que les composants RLC (et peut-être des amplis opérationnels), j'ai du mal à comprendre ce qu'il fait, à moins que ce ne soit une configuration que j'ai vue auparavant.

En revanche, je suis assez confiant que peu importe la complexité d'un circuit RLC qu'on me donne, je pourrais éventuellement le comprendre.

Maintenant, quand j'analyse un circuit RLC, mes outils sont essentiellement

• $V = IR$

• $I = C \frac{dv}{dt}$

• $V = L\frac{di}{dt}$

• Combinaisons parallèle et série de ces composants (je suppose que ce n'est pas vraiment séparé des lois de Kirchoff mais ...)

• Les lois de Kirchoff

Donc, ce que je demande, c'est de quels outils me manque pour analyser des circuits plus complexes? Surtout, je veux savoir comment analyser les circuits impliquant des BJT et des FET. Il semble qu'il y ait tellement de modes de fonctionnement pour les transistors qu'il est difficile de les maintenir tous droits. Quelqu'un connaît un bon site Web qui présente tout?

Merci

EDIT Je veux également mentionner qu'en pratique, il y a des choses comme lorsque la température change. Je m'en fous de ça pour l'instant, je suis d'accord avec Steven pour dire que la simulation est nécessaire, mais je veux être en mesure de maîtriser suffisamment les concepts pour concevoir un circuit que je pourrai ensuite modifier avec une simulation, etc.$V \neq IR$

Les transistors ne sont pas difficiles à comprendre à la première approximation, et c'est assez bon pour au moins comprendre ce qui se passe dans de nombreux circuits.

Pensez à un transistor NPN de cette façon: vous mettez un peu de courant à travers BE, et cela permet beaucoup de courant à travers CE. Le rapport de beaucoup à un peu est le gain du transistor, parfois appelé bêta et parfois hFE. Une ride mineure est que le chemin BE ressemble à une diode au silicium, donc va généralement baisser d'environ 500 à 700 mV. Le chemin CE peut descendre à environ 200 mV alors qu'il permettrait plus de courant que le circuit externe n'en fournit. Les détails continuent indéfiniment, mais vous pouvez faire beaucoup de choses avec cette vue simple d'un transistor NPN.

Un PNP est la même chose avec les polarités inversées. L'émetteur est à haute tension au lieu de basse. Le courant de commande sort de la base au lieu d'y entrer, et le courant du collecteur sort du collecteur au lieu d'y entrer.

Restons un peu sur les transistors bipolaires et comprenons-les d'abord, car cela semble être ce que vous demandez le plus. Les FET sont tout aussi simples à comprendre en première approximation, mais je ne veux pas confondre les choses à ce stade.

Bien que le modèle ci-dessus soit utile pour comprendre la plupart des circuits à transistors, il suggère de nombreuses façons d'utiliser les transistors qui ne sont pas évidentes. La manière conceptuellement évidente d'utiliser un NPN est de connecter l'émetteur à la masse et le collecteur à l'alimentation positive avec une résistance en série. Maintenant, un petit changement dans le courant de base peut provoquer un grand changement dans la tension du collecteur.

La partie délicate n'est pas de comprendre comment fonctionne le transistor, mais d'imaginer toutes les choses intéressantes que vous pouvez faire avec un appareil qui fonctionne comme ça. Entrer dans tout cela serait beaucoup trop pour un poste ici. Je vous suggère de penser au modèle simple que j'ai décrit ci-dessus, puis de rechercher des topologies de circuit de transistor courantes et de réfléchir à la façon dont les propriétés simples du transistor sont utilisées pour faire des choses utiles.

Les choses à rechercher et à analyser spécifiquement selon le modèle simple sont:

• Configuration d'émetteur commune. Ceci est l'amplificateur de base. Un problème particulier est de savoir comment maintenir le transistor au milieu de sa plage pour utiliser efficacement sa capacité d'amplification. C'est ce qu'on appelle le "biais".

• Emetteur adepte. Le gain ne consiste pas seulement à augmenter la tension. Dans ce cas, vous obtenez un peu moins de tension mais un courant plus élevé et une impédance inférieure.

• Maintenant, regardez quelques circuits multi-transistors et essayez de suivre ce qu'ils font, comment le transistor est utilisé à son avantage, mais aussi quel problème le concepteur a dû traverser pour exécuter le transistor d'une manière utile.

• Lorsque vous vous sentez plus à l'aise, regardez des configurations plus inhabituelles comme une base commune. Ce n'est pas souvent utilisé, mais a ses avantages spécifiques.

Ce qui rend les transistors difficiles à utiliser, c'est que vous devez être conscient de nombreux paramètres différents qui s'influencent les uns les autres, et aucun n'est linéaire. Par conséquent, il n'est pas facile de modéliser exactement leur comportement, et c'est pourquoi nous utilisons des outils de simulation comme SPICE. Vous devez encore savoir ce que vous faites pour concevoir un circuit, mais SPICE vous aidera à vérifier votre conception / calculs, dans lesquels vous devez parfois simplifier.
Je ne suis pas sûr que les sites Web seront exhaustifs à ce sujet. Je pense qu'un bon manuel vous donnera de meilleures informations. Peut-être que d'autres peuvent en recommander.

Apprendre d'une exposition répétée n'est pas une mauvaise façon d'apprendre des choses. Vous obtiendrez de réelles connaissances pratiques et apprendrez quels sont les circuits typiques pour résoudre des problèmes typiques.

Le truc avec les transistors, c'est qu'ils ne sont pas des appareils linéaires, donc il n'y aura pas d'équations simples qui s'appliquent dans pratiquement toutes les conditions, comme celles que vous avez pour les passifs. L'approche habituelle consiste à reconnaître qu'à un moment donné, un transistor fonctionne de l'une des manières caractéristiques suivantes: coupé, actif, saturé. Dans l'un de ces modes, vous pouvez appliquer certaines approximations pour analyser les circuits à transistors, mais il faut comprendre que les approximations ne tiennent que dans des limites.

Par exemple, si vous établissez d'abord qu'un transistor fonctionnera dans son mode actif, vous pouvez ensuite établir le circuit équivalent CA à petit signal, dans lequel le transistor est remplacé (dans le modèle le plus simple) par une résistance et un courant- source de courant dépendante. Vous pouvez ensuite utiliser vos équations linéaires à bon escient sur le circuit équivalent. Pourquoi est-il appelé le petit signal équivalent CA? Parce que si vous appliquez un signal suffisamment grand, vous dépasserez les limites du modèle; de grandes entrées de signal peuvent entraîner le transistor en coupure ou saturation, invalidant le modèle.

Plus le modèle est élaboré, plus la réponse que vous calculez est précise. Cependant, en conservant le NPN de l'émetteur commun de base:

1. Deux résistances sur la base agissent comme un diviseur de tension. Généralement, ils sont à peu près de la même valeur, ce qui fait de la base environ la moitié de la tension d'alimentation.

2. L'émetteur est à environ 0,6 V sous la base. S'il y a une résistance sur l'émetteur, vous pouvez maintenant déterminer le courant qui le traverse.

3. Le courant de l'émetteur passe également par le collecteur. S'il y a une résistance sur le collecteur, vous pouvez maintenant calculer la tension aux bornes.

C'est tout pour DC.

Pour le courant alternatif, un changement de quelques millivolts sur la base peut devenir plusieurs volts sur le collecteur. Si le courant de l'émetteur (et / ou la résistance du collecteur) est trop grand, ou la polarisation de base est étrange, vous obtenez une saturation ou une coupure - ce qui déforme le signal que vous mettez. Ce n'est pas toujours une mauvaise chose (pensez: effets de distorsion de guitare) .

vous ne pouvez considérer le transistor que comme un appareil qui vous aide à contrôler les paramètres ou, disons, le circuit 2 à l'aide du circuit 1 (juste une estimation approximative) si le transistor rejoint le circuit deux. Par exemple. comme dans l'électronique numérique, il y a une impulsion d'horloge et dire que vous voulez faire quelque chose lorsque l'horloge est à un niveau particulier, c'est le cas avec le transistor, vous pouvez modéliser le transistor de sorte qu'au point de fonctionnement lorsque la tension à la base atteint un niveau particulier, vous pouvez allumer l'appareil et ainsi le courant peut circuler dans le ckt2, ou vous pouvez le considérer comme un relais ou un interrupteur, non seulement ce transistor est un amplificateur.

pour la conception, gardez à l'esprit que le transistor vous aide à contrôler les paramètres du circuit 2 à l'aide de ckt 1, donc pour déterminer le point de fonctionnement, vous pouvez utiliser n'importe quel modèle. Ne vous confondez pas avec les différents modèles disponibles pour résoudre les transistors, ces modèles sont juste pour vous, il est plus facile d'utiliser le modèle re car il facilite le calcul, le modèle à paramètres h (hybride) est le plus polyvalent et est considéré comme le mieux pour résoudre n'importe quel transistor, mais le modèle T est également bon. pour avoir une idée de base de ce que fait un circuit, vous pouvez approximer en utilisant l'approximation comme le Vbe = 0.7 et toutes ces approximations conduisent à un calcul facile.

je connais deux très bons livres sur l'étude du transistor 1) les appareils et circuits électroniques, boylestad, un très bon livre, mais il utilise beaucoup d'approximation et est bon pour une analyse quelque peu approximative mais si vous voulez modéliser le transistor en détail comme vous le souhaitez pour connaître les paramètres exacts et tout alors il y a un meilleur livre 2) circuits microélectroniques, sedra smith. cela, vous pouvez appeler une bible, un super livre, mais je vous conseillerais de lire d'abord le livre 1, puis de passer à 2, sinon vous ne pourrez pas apprendre beaucoup et vous vous enterrerez simplement dans des mathématiques complexes.

pour apprendre à résoudre comment analyser les circuits étudier autant de circuits que possible, puis avec le temps, vous saurez comment utiliser le transistor de différentes manières

pour apprendre cela, vous pouvez vous référer aux livres écrits par la forêt m. mims ils contiennent juste des circuits. et vous pouvez les analyser.

Le FET n'est pas très différent du BJT, ses FET justes sont principalement utilisés pour la fabrication d'un amplificateur en raison de son impédance d'entrée très élevée mais l'impédance de sortie est presque comparable, il est également de petite taille, mais au contraire le BJT a une puissance de commutation élevée, donc si votre application doit faire quelque chose avec la commutation BJT serait un excellent choix.

enfin je dirais encore une fois, si vous voulez apprendre le transistor, alors étudiez beaucoup de circuits, vous pouvez vous pencher sur la construction d'un ampli opérationnel car ils ne sont rien d'autre qu'un amplificateur différentiel à 4 étages et à travers cela, vous pouvez également apprendre

passez un bon moment à apprendre TRANSISTOR !!!