Анализ транзистора BJT - возможен ли линейный анализ?

Поскольку полупроводники не являются пассивными компонентами, могу ли я получить реальное аналитическое решение для схемы с биполярными транзисторами? Я знаю, что это может показаться очень наивным вопросом, но на правильном ли я пути с такого рода анализом, или мне нужно более мощное численное моделирование даже для базовых схем? например, отклики для однотранзисторных усилителей и т.д.

Я пытаюсь больше узнать об анализе цепей, но после пассивных RLC я не хочу оказаться на ложном пути. Я понимаю, что это граничит с мнениями, но я действительно хочу начать с правильного пути.

Я должен упомянуть, что я использовал «практическое правило» для постоянного тока, смещения и т. Д. Но я не полностью удовлетворен этим подходом.


Спасибо за текущий (ха-ха) отзыв. Используя некоторые из эмпирических правил «любителя», я обнаружил, что легко добиться переключения режимов (насыщения) и смещения, дающих согласованные результаты с различными транзисторами со слабым сигналом, что казалось нелогичным и действительно меня удивило! Мне действительно нужно что-то вроде учебника по основным принципам, который не замалчивает сложность или диапазон использования. Мой мультиметр мало чему меня учит...

Устраивает ли вас моделирование перехода эмиттер-база по серии Тейлора? Это позволяет вам определить точки пересечения (вход) для всех порядков искажения. Я помню разницу примерно в 10 дБ между 2-м и 3-м порядком, причем оба они близки к -10 дБв. Продукты 2-го порядка будут уменьшать дБ на дБ, таким образом, входные сигналы около -50dBv вызовут относительные входные продукты 2-го порядка -40dBc. И продукты 3-го порядка будут падать на 2 дБ на дБ, поэтому входные сигналы около -50 дБв вызовут относительные входные продукты -80 дБн. Все это по памяти.
@analogsystemsrf - у меня такое чувство, что если я хочу углубить свое понимание, мне придется серьезно вложиться в (цифровой) осциллограф, если я хочу учиться на практике. Потому что, хотя я примерно понимаю концепцию дБ, ваш комментарий был совершенно вне меня.
Попробуйте прочитать это ittc.ku.edu/~jstiles/412/handouts/…

Ответы (1)

Транзисторы — принципиально нелинейные устройства, поэтому строго линейный анализ невозможен.

Вот почему были разработаны симуляторы схем, такие как SPICE. Они используют два подхода, чтобы сделать проблему разрешимой:

  • Для анализа слабого сигнала вы линеаризуете нелинейные уравнения вокруг рабочей точки. Это работает до тех пор, пока отклонения сигнала от рабочей точки вызывают незначительные ошибки относительно нелинейных уравнений.

  • Для анализа переходных процессов с большим сигналом вы линеаризуете уравнения вокруг текущего состояния и выбираете временной шаг, достаточно малый, чтобы отклонения от нелинейных уравнений были незначительными. Если вы обнаружите, что токи или напряжения изменяются «слишком быстро» (устанавливаемый параметр), вы уменьшаете размер временного шага.

Спасибо. Я так и подозревал, но это наводит меня на верный путь — поскольку у меня нет формального образования в этой области — и помогает мне увидеть более широкую картину!
Возможно, вы захотите подождать день или два, прежде чем принять этот ответ, чтобы узнать, хочет ли кто-нибудь еще внести дополнительную информацию.
Держись здесь. После смещения вполне разумно использовать модель малых сигналов для выполнения линейного анализа с помощью BJT, учитывая, что вы гарантируете, что BJT будет работать в активной области.
@PDuarte: Разве я не это сказал? Что бы вы сказали по-другому?
Я не согласен с тем, что строго линейный анализ невозможен. В приложениях, в которых вы используете BJT для усиления, линейный анализ не только возможен, но и рекомендуется. Кроме того, SPICE не использует линейные модели, как вы сказали, обычно использует модель Гуммеля-Пуна, которая очень сложна и обрабатывает нелинейные характеристики.
@PDuarte: Тогда ты должен написать свой ответ.
Ты прав...
@BrettHale Что ж, ваш вопрос был «Могу ли я найти аналитическое решение для схем с BJT?», Я сказал «да». Теперь вы спрашиваете о том, как начать использовать современную специю, которую я действительно не знаю, чем она отличается от «старой» специи. Я предлагаю вам открыть новый вопрос
@PDuarte - я думаю, что на данном этапе вы слишком много читаете. Я разработчик программного обеспечения, который любит быть ближе к металлу и неизбежно балуется базовой электроникой - у меня действительно нет времени или желания для очень крутой кривой изучения теории и инструментов, чтобы стать E.Eng! Вы спорили с комментаторами, но не дали мне реальной полезной информации.
@BrettHale Извините, если я не дал вам никакой полезной информации.
@PDuarte - все в порядке. Я не уверен, что это то, что можно облегчить - мне просто нужно принять крутую кривую обучения.