Коэффициент усиления по постоянному току в комплементарных транзисторах

В дополнение к ответу peufeu я хотел бы упомянуть, что если ваша схема требует , чтобы бета-версия соответствовала в пределах 10%, то ваша схема не является хорошей конструкцией .

Получить совпадающие бета-значения сложно и дорого, но несложно и не дорого улучшить схему, чтобы значение бета стало менее актуальным.

Опытные проектировщики схем обычно проектируют свои схемы таким образом, чтобы схема работала даже при самом низком ожидаемом значении бета и более высоких значениях. Например, вместо того, чтобы использовать один транзистор, вы можете сделать конфигурацию Дарлингтона , которая значительно увеличивает бета . Затем используйте (локальную) обратную связь, чтобы заставить схему вести себя так, как вам нужно.

Я знаю, что это звучит проще сказать (записать), чем сделать, что вы можете сделать, чтобы увидеть, как это делается, это посмотреть на общие конструкции, например, усилителей мощности звука и посмотреть, как используются транзисторы.

Кроме того, TIP2955 и TIP3055 являются древними и также хорошо известны тем, что имеют очень маленькие бета-версии, когда Ic становится большим. Вот почему многие старые конструкции аудиоусилителей, в которых использовались эти транзисторы, используют некоторую конфигурацию Дарлингтона.

Также обратите внимание, что в этих аудиоусилителях значение Beta не определяет выходной ток. Несмотря на то, что выходной каскад с общим коллектором класса B имеет усиление тока бета, аудиосигнал представляет собой напряжение, поэтому бета не влияет на него напрямую. Я хочу сказать, что даже с разной бета-версией для NPN и PNP все еще можно сделать достойный выходной каскад класса B.

Это действительно соответствует только в пределах 10%?

Быстрая проверка таблицы данных :

Действительно, hFe кажется хорошо согласованным между ними, но имейте в виду, что эти кривые представляют собой типичные характеристики. Производитель гарантирует только значения в таблице характеристик:

При заданных условиях (Ic=4A Vce=4V) минимальное значение hFe равно 20, а максимальное — 70. Значение hFe около 50 на приведенной выше кривой находится прямо посередине, поэтому нам следует ожидать гауссового распределения, но они не говоря о его дисперсии. Кроме того, hFe сильно меняется в зависимости от температуры:

Кривые от другого транзистора, но вы поняли идею. Так как речь идет о силовых транзисторах, то они предположительно будут использоваться в усилителе мощности и соответственно будут греться, причем не обязательно до одной температуры, также температура будет разной, и возможно один транзистор будет установлен на более прохладной части тепла раковина и т.д.

Другими словами, правда «между 20 и 70» при определенных условиях, что не имеет ничего общего с тем, что «hFe соответствует 10%».

Наличие одинакового hFe для обоих транзисторов означает, что оба они будут одинаково нагружать схему драйвера (которая обеспечивает их базовый ток), и это должно уменьшить некоторые формы искажений.

Это то, что вы обычно ожидаете от «дополнительной пары»: два транзистора, которые производитель попытается сделать очень похожими, но на самом деле недостаточно, чтобы называться «согласованными». Кроме того, невозможно изготовить НПН и ПНП с одинаковыми характеристиками.

Если вы хотите, чтобы два транзистора были максимально согласованы и идентичны, единственный способ — изготовить их из одной и той же кремниевой пластины и расположить рядом друг с другом, чтобы они были изготовлены в одинаковых условиях. Они должны быть одного типа (например, 2x NPN).

Пример: SSM2220 или более дешевая серия DMMT. В этом случае транзисторы маломощные, в одном корпусе, чтобы попытаться сохранить их температуру как можно ближе, и они либо на одном кремниевом кристалле, либо на той же кремниевой пластине с тщательно контролируемым согласованием, проверенным тестированием. Очень важным моментом в этих согласованных транзисторах является согласование Vbe, так как именно оно определяет входное напряжение смещения, если они используются как пара с длинным хвостом.

PS: Если вы хотите построить аудиоусилитель, 2955/3055 класса B не рекомендуется.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Легче сопоставить NPN и NPN, потому что это один и тот же процесс изготовления, и вы можете изготовить оба транзистора в одних и тех же условиях, на одной пластине, в одном производственном цикле.

Однако, если они не сделаны рядом друг с другом на одной и той же пластине, такие вещи, как легирование, осаждение из паровой фазы и т. д., никогда не будут идеально однородными на вашей пластине, и они будут меняться между пластинами ... так что ваши два «идентичных» транзистора будут иметь много разброс в их характеристиках... это факт производства кремниевых чипов.

NPN и PNP используют разные процессы изготовления, с разными этапами, выполняемыми в разном порядке, который будет зависеть от разных параметров... так что сопоставить их еще сложнее.

Так что 10% на самом деле совсем неплохо.

Можно провести аналогию: машина, которая производит винты, легко сможет изготовить почти идентичные винты в одной и той же производственной партии, если она использует одни и те же инструменты и настройки, нет необходимости сверхточно настраивать ее. Но если вы хотите изготавливать гайки, точно соответствующие винтам, то вам нужно настроить машину для изготовления гаек так, чтобы она очень точно соответствовала машине для изготовления винтов, что намного сложнее...