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有關電晶體的函數曲線圖
有人在問電晶體偏壓的問題, 我整理了一下, 用 MathMate 作出 3D 的圖,我想可能是這樣.
這個 3D 作圖的話, 應該像這樣
這個好像是在實驗電晶體特性時, 電學的圖. 照教科書上的講解, 等於
基極只接一個控制電阻, 改變直流電壓(接在集極的), 畫出的電流
vs 電壓圖.
集極(C) 電流, 完全決定於 beta 值. 也就是一個基極的電流, 它就只
有一個 I c 電流. 但是供電壓增加時, 此時它則和電阻完全不同, 電流
雖然保持不變, 但是電壓會一直加上去. 此何以其叫作半導體.
但是當然不可能基極和射極都短路, 一定會接一些電路, 此時就會有
Load lines. 下面的那個例子, 應該是 C 極, 有接一個可變電阻.
此時 C 極就會分掉 V ce 的一些電壓, 和實驗曲線形成一個 Q 點.
這個 Load line, 就變成 Load 平面, 淺藍色的那條線, 在
3D 上, 就變成 Q point line. 接上去的負載, 也不見得都
是平面. 例如上一篇那項放大電路, 即是曲面.
將 R4 定值, V load 除以 R3, 除以 R3 以後, 等比於 V ce,
再將之變到 Y 軸, 和電晶體同軸, 即得下圖
我在試算的時候, 發現好像因為接上 R3 和 R4 兩個, 會差很多
. 因為 I b 會由 R4 控制, I c 又會由 R3 控制, 此即會形成拋物線.
就是放大工作點那條曲線.
電晶體會很難分析, 是因為它是三叉, 很奇怪的電子零件. 我本身
不是電工科的, 也是學了很多年以後, 才分析出是這種數學. 至於
其它什麼集極接法和射極接法那些的, 我就都不知道了.
本函數圖模擬電晶體曲線公式:
"Z0=tan(Y0/82*((-X0+22)/60+1)^1.1*2.94159)-X0*0.6"
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電路好像沒有使用這兩區, 為了篇幅比較簡捷, 就省略了.
一般的電晶體運作都是在 beta 值飽和的 Ib 下操作, 是操控 Ib 值
來控制放大電路. 這個專題討論的主題, 也只在這個範圍.
P.S. MathMate 在製作電晶體曲線時, 總是藕斷絲連, 因為 y 軸的值
, 一設太大就又牽出下一個 tangent 的周期, 畫面怕會引起讀者難以
辨讀的觀感. 這個作圖器畢竟不是用在這個用途.
有沒有函數分析比較厲害的數學高手, 能模擬出電晶體行為的數學.
讓大家開開眼界. {:31:}
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