UK 
EnglishТипова
Polski⚡ Транзистор BJT / MOSFET
Вольт-амперні характеристики NPN BJT та N-канального MOSFET транзисторів. Інтерактивна лінія навантаження з Q-точкою. Відображає насичення, активну область та відсічку.
Схожі симуляції
Про ВАХ BJT і MOSFET
Ця симуляція будує вихідні характеристичні криві двох типів транзисторів: NPN біполярного транзистора (BJT) і N-канального MOSFET. Для BJT вона малює сімейство кривих струму колектора I_C відносно V_CE для п'яти рівнів струму бази (10–50 мкА), використовуючи I_C = β·I_B з β = 100 плюс невеликий нахил ефекту Ерлі. Для MOSFET вона будує струм стоку I_D відносно V_DS за квадратичною моделлю з V_th = 1,5 В.
Ви обираєте тип транзистора, тоді задаєте струм бази (BJT) або напругу затвора V_GS (MOSFET), напругу живлення V_CC/V_DD і резистор колектора/стоку R_C/R_D. Пунктирна лінія навантаження йде від напруги живлення на осі V до V/R на осі I; її перетин з активною кривою дає Q-точку, зазначену як V_CE/V_DS, I_C/I_D і область роботи. Це основа зміщення аналогових підсилювачів і цифрового перемикання.
Часто задавані питання
Що насправді показує ця транзисторна симуляція?
Вона показує вихідні ВАХ-криві транзистора: струм колектора відносно напруги колектор-емітер для BJT, або струм стоку відносно напруги стік-витік для MOSFET. Пунктирна лінія навантаження і підсвічена Q-точка показують, в якій області роботи перебуває прилад для обраних значень схеми.
Що таке лінія навантаження і Q-точка?
Лінія навантаження представляє обмеження зовнішньої схеми I = (V_живлення − V) / R, накладене джерелом живлення й резистором колектора/стоку. Це пряма лінія від V_живлення на горизонтальній осі до V_живлення/R на вертикальній. Q-точка (точка спокою) — там, де ця лінія перетинає активну характеристичну криву транзистора, фіксуючи робочий струм і напругу постійного струму.
Що означають три області роботи?
Для BJT: відсічення означає практично нульовий струм колектора; активна область дає майже постійний струм, заданий струмом бази, використовується для лінійного підсилення; а насичення (низький V_CE) — коли транзистор повністю відкритий, використовується як замкнутий перемикач. MOSFET має аналогічні області відсічення, тріоду (лінійну) і насичення.
Як тут обчислюється струм колектора BJT?
Модель використовує I_C = β·I_B з β = 100, тож кожен крок 10 мкА струму бази масштабується приблизно до 1 мА струму колектора. Нижче V_CE ≈ 0,3 В струм лінійно спадає, представляючи насичення, а в активній області множник (1 + 0,02·V_CE) додає легкий висхідний нахил, наближаючи ефект Ерлі.
Як обчислюється струм стоку MOSFET?
Використовується стандартна квадратична модель з порогом V_th = 1,5 В і параметром крутизни k = 0,5 мА/В². У насиченні I_D = ½·k·(V_GS − V_th)²·(1 + 0,02·V_DS), а в тріодній області I_D = k·[(V_GS − V_th)·V_DS − ½·V_DS²]. Межа між ними, V_DS = V_GS − V_th, — це геометричне місце відсічення, показане пунктирною лінією.
Що роблять елементи керування на цій сторінці?
Вкладки перемикають між моделями NPN BJT і N-MOS. Для BJT ви обираєте один з п'яти рівнів струму бази (10–50 мкА), живлення V_CC (5–20 В) і резистор R_C (0,5–5 кОм). Для MOSFET ви задаєте напругу затвора V_GS (1–5 В), живлення V_DD і резистор стоку R_D. Зміна будь-якого з них рухає лінію навантаження, а отже й Q-точку.
Чому збільшення резистора змінює нахил лінії навантаження?
Вертикальний перетин лінії навантаження дорівнює V_живлення/R, тож більший R_C чи R_D знижує цей перетин і робить лінію пологішою. Це тягне Q-точку до нижчого струму. Менший резистор піднімає перетин струму, робить лінію крутішою і наближає прилад до насичення за того самого струму бази чи напруги затвора.
Чи фізично точна ця модель?
Вона відтворює правильну якісну поведінку та стандартні підручникові рівняння, але це спрощена модель великого сигналу. Реальні транзистори мають температурну залежність, складнішу поведінку насичення, модуляцію ширини бази, модуляцію довжини каналу й паразитні ємності, які тут лише наближено враховані невеликими членами нахилу 0,02. Значення є ілюстративними, а не прив'язаними до конкретної деталі з паспорта.
У чому різниця між BJT і MOSFET?
BJT керується струмом: його струм колектора задається струмом бази через коефіцієнт підсилення β. MOSFET керується напругою: його струм стоку залежить від напруги затвор-витік вище порогу, а затвор майже не споживає постійного струму. MOSFET домінують у цифрових інтегральних схемах завдяки високому вхідному опору й низькій статичній потужності, тоді як BJT досі поширені в прецизійних аналогових і високострумових застосуваннях.