Практика - критерий истины. Дубль три.

[ForcePoint]

Тема посвящена критериям (граничным условиям) применимости моделей биполярного транзистора, основанных на источниках тока (Эберса-Молла, Гуммеля-Пуна).

Коллега bordodynov, оборвав коллектор, позволяет модели гонять через коллекторный и эмиттерный переходы некие мифические токи и не видит в этом проблемы:
https://kazus.ru/forums/showthread.p...05#post1288705

Я с этим не согласен. Эти модели нельзя применять при оборванном коллекторе, нужна другая:
https://kazus.ru/forums/showthread.p...92#post1289392
и далее.

Вот такая пришла в голову модель и проверочный стенд...
Возьмём, для чистоты, фототранзистор в оптроне (TLP521-4 GB, CTR = 100..600 %) и засветим его оказавшися в том же корпусе светодиодом. Для симуляции - использую транзистор BC337 и источник фототока, варьируемый от 100 пА до 1 мкА.
Что получаю? Отрицательный потенциал коллектора? Перенасыщение?
На практике - делаю источник тока (DA1, DA2.1) для питания всех 4-х светодиодов током от 6 до 114 мкА. Потенциал коллектора транзистора измеряю усилителем (DA2.2) с коэффициентом усиления около 100 и входным током 1 пА тип. (TLC2272). Плёночный C2 - отсеивает радио "Маяк" и "Голос Америки". Результат - вне зависимости от фототока (тока светодиодов) напряжение на выходе усилителя меняется менее, чем на 1 мВ (т.е. менее 10 мкВ на коллекторе транзистора) при замыкании-размыкании ключа (с выдержкой времени порядка 15..30 с).

Критикуйте. Дополняйте.

P.S. Ошибся в отрисовке батареи питания. Исправил.

P.P.S. В интернете пробовал поискать граничные условия. Не нашёл.

[OakRidge]

Возможно чтото не понял
Скоро делал оптоизоляцию энкодера.
Опробовал 4 оптрона. EL357N, LTV817CS, EL817S, PC357N3J000F
По даташитам более-менее одинаковы. Первые два подошли, вторые нет. Оптроны имеют очень большие производственые отклонения в параметрах, даташит так, чтоб имелся. Рассчитать чтото может и возможно, я даже и не пытался. Решал по результатам эскперимента

[bordodynov]

Я расскажу свою историю. Когда я изучал модель Эберса-Молла (это было очень давно). Я удивился такому выводу при оборванном коллекторе. Не долго думая, я взял транзистор МП39 (германиевый, pnp, других у меня тогда не было) и задал ток через база-эмиттер. Взял тестер Ц-20 и померил напряжение на переходе база-коллектор. Меня тогда не особо интересовали цифры. Я наблюдал эффект предсказанный теорией. Поэтому я удивлён - зачем усложнять эксперимент. Возьмите любой транзистор и сделайте как я. Это же просто! Конечно возьмите кремниевый транзистор и цифровой тестер.
Пост на которой ссылаются, есть картинка. Я умышленно поставил транзистор и рядом эквивалентная схема модели Эберса-Молла, и вывел напряжения. Они получились одинаковы для транзистора и эквивалента! Также одинаковы и внешние токи.
А по поводу чисел - они все абстракция. И внутренние токи это не фикция, а абстракция. Заслуга Эберса и Молла в том, что они получили выражения токов (внешних), а затем разбили их на две части. Часть - ток через pn переход и часть инжектируемый ток.
А модель применяется во всех spice-программах для всех режимах транзистора. Это было так когда я копался во внутренностях программы Spice2 на Фортране. Меня интересовали некоторые формулы. Эту версию Spice2 (исходники) привёз к нам в Минск математик из Киева. В ней была нарушена симметрия сток-исток в расчётах паразитных ёмкостей. Я вывел новые формулы и наши математики подкорректировали формулы. Из-за этой ошибки я потерял пол года и забраковал свой высокочувствительный усилитель считывания. Я пытался повторить подвиг японца, который в своей динамической памяти применял не два уровня на конденсаторе ячейки памяти, а 64! Когда закупили импортный мини ЭВМ, на нём уже была более свежая версия Spice2 и прежней ошибки не было!

[цифровик]

Возможно чтото не понял
Скоро делал оптоизоляцию энкодера.
Опробовал 4 оптрона. EL357N, LTV817CS, EL817S, PC357N3J000F
По даташитам более-менее одинаковы. Первые два подошли, вторые нет. Оптроны имеют очень большие производственые отклонения в параметрах, даташит так, чтоб имелся. Рассчитать чтото может и возможно, я даже и не пытался. Решал по результатам эскперимента

У меня таких примеров из практики полно. По отклонениям в оптронах да и не только в них от даташитных параметров. Много критериев от чего это зависит. От фирмы производителя, сроков хранения, условий хранения, где приобретали и много еще от чего.
Особенно на китайской всякой хрени. Что интересно советская элл. база работает до сих пор с нормальными параметрами. Хотя на этикетках указано срок хранения 25 лет. Умели делать тогда. А что хотите 90% работало на оборонку эта база. Золота на контактах и выводах не жалели да высшей пробы. А различные разъемы работают, а как делали на механические соединения с различными запорными устройствами.


Так что теория с практикой редко пересекаются.

[Yuri222]

Оптроны имеют очень большие производственые отклонения в параметрах

Нажмите, чтобы открыть спойлер

Когда-то приходилось сортировать оптроны (по CTR, очень приблизительно) и к каждой группе отсортированных паять свой номинал резистора между базой и эмиттером.

[ForcePoint]

Возможно чтото не понял

Думаю - да. Оптрон у меня - для иллюстрации. Тема сообщения - совсем другая.
Предлагаю закруглиться с разбросом коэффициентов передачи оптронов. Если они кому-то важны - организуйте новую тему.

[ForcePoint]

Пост на которой ссылаются, есть картинка. Я умышленно поставил транзистор и рядом эквивалентная схема модели Эберса-Молла, и вывел напряжения. Они получились одинаковы для транзистора и эквивалента! Также одинаковы и внешние токи.

Ещё раз. Модель, обёрнутая макросом "транзистор" показывает те-же данные, что и модель в виде экспонент (диодов) и источников тока. Это не "транзистор равен модели", а тавтология. Соль - солёная.

[bordodynov]

Ещё раз. Модель, обёрнутая макросом "транзистор" показывает те-же данные, что и модель в виде экспонент (диодов) и источников тока. Это не "транзистор равен модели", а тавтология. Соль - солёная.

Да это так. Я и хотел показать (доказать), что они эквивалентны.
Из этого следует, что вы не доверяете Spice! А разбивка на два тока это абстракция. Вы же не будете отрицать, что 0=3-3 или 0=5-5. В любом случае 0. А 3 и 5 просто числа. Вы всё таки проделайте эксперимент, который я предложил.
SPICE2 появилась в 1975 году. А теперь вы утверждаете, что он врёт.
Никто не будет спорить, что практика критерий истины. Так проверяйте.

[ForcePoint]

Я и хотел показать (доказать), что они эквивалентны.

И ещё раз - это не доказательство, а тавтология. Если бы у нас была другая математическая модель биполярного транзистора и, в некотором диапазоне токов и напряжений, модели давали бы достаточно сходные между собой и реальным транзистором данные - тогда да, мы-бы могли сказать, что эти разные модели и реальный транзистор эквивалентны друг-другу в таких-то условиях.

А теперь вы утверждаете, что он врёт.

Нет, не утверждаю. Доверяю. Я хочу понять, каковы пределы применимости (доверия к) модели.

Возьмём аналогию, ньютоновская механика - релятивистская механика. Движение спутника ГНСС вокруг земли с более чем достаточной для практики точностью описывается ньютоновской механикой. Но если хорошенько присмотреться, стандарт частоты на нём - таки тикает чуть медленнее стандарта в ЦУП'е. А если разгонять спутник всё сильнее и сильнее - там уже ньютоновская механика сдастся окончательно.
Или другая аналогия - гиперболическая функция 1/х, неопределённая в точке х=0.
Или - теории светочувствительности галогенидов серебра. Все они поверяются по теории Гэрни-Мотта, которая объясняет все известные эффекты (температурные, невзаимозаместимость выдержки-диафрагмы при экстремальных значениях интеграла освещённости, соляризацию, эффект Гершеля и т.д.).

[parovoZZ]

Не долго думая, я взял транзистор МП39 (германиевый, pnp, других у меня тогда не было) и задал ток через база-эмиттер. Взял тестер Ц-20 и померил напряжение на переходе база-коллектор. Меня тогда не особо интересовали цифры. Я наблюдал эффект предсказанный теорией. Поэтому я удивлён - зачем усложнять эксперимент. Возьмите любой транзистор и сделайте как я. Это же просто! Конечно возьмите кремниевый транзистор и цифровой тестер.

Я в ЛЭТИ с помощью осциллографа ВАХ снимал. С тестером не так наглядно. А сегодня так и этого не нужно - всё делается в симуляторе.