¿Por qué es esto BJT no entrar en saturación?

Question

He construido un proyecto basado en esta descripción, pero sustituye un STGP7NC60HD IGBT. Ver el esquema a continuación (Nota: IGBT símbolo no existe como este post, así que JFET fue sustituido). La bobina y puntos de interruptor son externos al circuito.

Soldé todo junto y probado en un coche viejo que tiene su bobina y los puntos configurados como este circuito (puntos conectar primaria a la tierra). El coche arrancado, pero no el de encendido.

Tomé el interior del circuito, conectado a una fuente de alimentación de 12V, y sustituido por una de 12V DC motor de la bobina. No es un sustituto perfecto, pero lo que yo tenía en la mano y mi fuente de poder no sería capaz de manejar la potencia necesaria para ejecutar la bobina. He encontrado que cuando se me desconecta el alambre que conecta a los puntos de la tierra (el equivalente de los puntos interruptor de apertura), el motor no se pare como se esperaba. Tomé las siguientes lecturas con el equivalente de los puntos abiertos:

Voltaje de la Base del BJT: .638V (tenga en cuenta que la hoja de datos de listas de base emisor de saturación de voltaje 1.8 V).

Coleccionista de los BJT/compuerta del IGBT: 12.26 V

IGBT colector: 1V

12V DC tren: 12.38 V

Esto significa \$i_b=(12.38-.638)/47k = .25mA\$. Con una ganancia de 100 (EDIT: esto no es el valor correcto! Gracias Tut!), He calculado \$i_c=25mA\$, y \$ v_c = (12.38-25m*10k)=-237V\$, y siendo esto mucho más que el ferrocarril podría manejar iba a poner el producto en modo de saturación.

Pero estas lecturas indica que el transistor BJT no entra en saturación. Estoy un poco perdido, y no entiendo por qué la base de voltaje del emisor no vaya a 1.8 V, y por qué el BJT no entra en saturación. Mi estado sólido de conocimientos/habilidades/experiencia no fue muy buena, y ha sido la oxidación por más de 5 años ahora. Alguien me puede ayudar a entender lo que me falta?

EDIT: acabo de banco probado el dispositivo con un 100, 40, 20 ohm resistor como la carga con más o menos el mismo resultado: \$V_{be}=.63V\$, por lo que el BJT no va en la saturación y el cierre de los IGBT off.

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Answer 1

IGBTs no saturar. Ellos son, básicamente, un BJT con un FET conectado entre el colector y la base. Esto significa que la tensión del colector no puede ganar menos que el voltaje de la base.

La mejor respuesta es el uso de un BJT directamente. Usted no necesita un FET a la unidad para usted en este caso.

Answer 2

Hay un par de errores en la pregunta:

1. El original diseño de la referencia de llamada para 4K7 (4.7 K) ohmios de resistencia de R1. Esto debería solucionar el problema. Tenga en cuenta que las especificaciones de hfe (DC ganancia actual) son típicas y no garantizados, por lo que necesita para el diseño de algunos de margen (como se hizo en el diseño de referencia).
2. Hubo un error en la ecuación: vc=(12.38−25m∗47k) y más tarde vc=(12.38−25m∗10k). Usted necesidad de utilizar el valor de R2 (1K en su esquema). También tenga en cuenta que el resultado del cálculo es negativo, pero el valor real de Vc no ir por debajo de Vce-sat (siendo todas las otras cosas correctas, un valor negativo indicaría la saturación y el real de la Ic sería menor.

La especificados 4.7 K resistencia de R1 debe corregir el problema.

Editar:

Una manera de trabajar en un valor adecuado para R1 sería trabajar hacia atrás desde el colector. Suponiendo que usted desea R2 a ser de 1K (para una adecuada borde de las tasas para el IGBT en este caso):

1. Calcular la saturación actual (ignoraremos Vce y llamar a 0) ... Ic = 12V / 1000 ohmios = 0.012 Un
2. Calcular la necesaria base actual con cierto margen (vamos a utilizar hfe=10 seguro) ... Ib = Ic / hfe = 0.0012 Un
3. Calcular el valor de R1 necesarios para el logro de corriente de base (0,7 V asumido por Vbe) ... R1(max) = (12V -0.7 V) / 0.0012 A = 9417 ohm. Con algo más de margen (permite la temperatura, el condensador de fuga o ?), 4.7 K es una buena opción para R1.

Answer 3

Voy a tratar de resumir y dar algunos consejos a los asuntos a los que usted describe:

1. En realidad, no hay tal cosa como el "base-emisor de saturación". El llamado Vbe(sat) es una indicación de la instantánea máxima tensión que se puede aplicar directamente a una base-emisor de unión sin soplar la base-emisor de diodo. Es incluso más mileading, si pones a la indicada 1.8 V por más de unos pocos microsegundos, el base-emisor de corriente golpe el dispositivo.

   Puede ignorar el Vbe(sat) parámetro, ya que proporciona datos útiles para usted o su circuito en condiciones normales/diseñado operación. Sospecho que no podía obtener el BJT en la saturación en primer lugar, por lo que terminó mirando a cada parámetro en la hoja de datos y, a continuación, este uno llamó su atención. Por favor, ignorarlo por el momento.

   Recuerde que la unión es casi en todos los sentidos como un simple DIODO. De hecho, esta simple diodo se gobiernan el comportamiento de todo el BJT. Si usted va a la hoja de datos y verificación de la V-I de la curva de la unión, se verá que para bajos valores de corriente (<1 mA), el VBE caída será de alrededor de 0,6 V. por otra parte, su primera regla de oro cuando el análisis de un BJT circuito: el VBE será de 0,6 V - 0.8 V para la mayoría de los comunes (práctico) de la base-emisor de corrientes (0,1 mA - 100mA).

   Así, cuando mirando primero a este circuito se le mentalmente hacer: 12V (power rail) - 0.7 V (vbe gota), que es alrededor 11V, dividido por la resistencia de 47 el que es de alrededor de 0,2 mA. No se preocupe acerca de la precisión de aquí. La más importante cosa que ahora es comprender el comportamiento del circuito.

2. Ahora, trataremos de aplicar la (aprox.) relación lineal entre la Ic y de la Oie, suponiendo que el hfe o beta parámetro puede y va a variar mucho de un dispositivo a otro. De acuerdo a la hoja de datos, el hfe será mayor que 25, por lo que su Ic intentará llegar a un mínimo de Ic = 0,2 mA * 25 = 5 mA.

   Sin embargo, como se dio cuenta, mientras que el BJT es "la rampa" el coleccionista actual hasta un mínimo de 5 mA, la caída en el resistor de 1K hará que el Voltaje en el colector de comenzar a moverse hacia abajo. Para estos valores y de la hfe(min), de 25, obtendrá un Vc de 12V - 5mA * 1K = 12V - 5V = 7V (en el peor de los casos, que corresponde al mínimo valor de hfe). En el mejor de los casos, su hfe será mayor y Vc podría ir más abajo, poniendo el BJT en duro de saturación (Vc = 0,7 V).

   Le sugiero que cambie el valor de la resistencia de 1K a un valor superior, así como para asegurarse de que usted va a saturar el BJT con la base-emisor actual que tiene actualmente. Si usted desea hacer los cálculos, se necesitará una Rc de (12 V - 0.7 V) / 5 = 2.2 K o superior con el fin de asegurarse de que el BJT es entrar en modo de saturación.

En cualquier caso, no hay manera de que el Vc está atascado en un voltaje alto (casi el ferrocarril de voltaje), a menos que:

• El BJT o cualquier otro de los elementos en el circuito no está correctamente conectado. Yo sugerimos que revise de nuevo todas las conexiones y el pin de la nomenclatura de los BJT y los IGBT.
• El BJT está dañado, lo que puede haber ocurrido debido a un ESD choque o sobrecarga.
• Uno o más de los componentes que utiliza tienen valores diferentes a los indicados por el esquema. [Esto es exactamente lo que ocurrió, según el autor de la pregunta].

He tratado de dar una respuesta detallada como sospecho otras personas que comienzan con la electrónica y/o depuración de sus primeros circuitos puede encontrar esta información útil.

Answer 4

hFE aparece como min de 25, no de 100, en un IC de 1A, lo que implica un Ib de 40ma.

Yo no puedo justificar esta numéricamente, pero que el transistor se ve demasiado grande para que el Ib. Los valores de 10k o 20k parece más razonable para R1.