Перейти к содержанию

Коэффициент усиления по току h21э (hFE)

Биполярный транзистор управляется током базы, а коллекторный ток больше базового во много раз. Во сколько — показывает коэффициент усиления по току h21э. Но он сильно меняется от экземпляра к экземпляру и от тока, поэтому в расчётах полагаются не на типичное, а на минимальное значение.

Обновлено Редакция GAW

Коэффициент усиления по току h21э (hFE, β) — отношение тока коллектора к току базы биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером:

h21э=ICIB.h_{21\text{э}} = \frac{I_C}{I_B}.

Устройство транзистора и режимы его работы описаны в статье «Биполярный транзистор».

Он зависит от тока

Даташит указывает h21э при нескольких токах коллектора. Для 2N3904 при VCE = 1 В (onsemi):

Ток коллектораh21э
0,1 мАне меньше 40
1 мАне меньше 70
10 мАот 100 до 300
50 мАне меньше 60
100 мАне меньше 30

Наибольший гарантированный минимум — при 10 мА; при 100 мА даташит обещает лишь 30, втрое меньше. У мощных транзисторов усиление ниже: у BD139 h21э 40–250 при 150 мА и не меньше 25 при 0,5 А. Параметры 2N3904 и похожего 2N2222 сведены на странице 2N2222 и 2N3904.

Как пользоваться в расчёте

В усилителе ток базы задают по минимальному h21э при нужном токе, чтобы схема работала с любым экземпляром. В ключевом режиме ток базы берут с большим запасом: onsemi нормирует напряжение насыщения 2N3904 при IC / IB = 10, то есть при токе базы в десятую часть тока коллектора. Резистор в базу под такой ток подберёт калькулятор транзисторного ключа.

Частые вопросы

Почему для расчёта берут минимальное h21э?

Потому что даташит гарантирует только его: у 2N3904 при токе 10 мА h21э от 100 до 300, а реальный экземпляр может оказаться любым в этом диапазоне. Расчёт по минимуму работает с любым транзистором партии, по типичному — только с удачным.

Почему в ключевом режиме ток базы берут больше, чем IC / h21э?

Чтобы транзистор гарантированно ушёл в насыщение. onsemi нормирует напряжение насыщения 2N3904 при отношении IC / IB = 10 — например, 0,2 В при 10 мА и токе базы 1 мА, — хотя по h21э хватило бы десятой доли миллиампера.

Можно ли измерить h21э мультиметром?

Если у мультиметра есть гнездо для транзисторов — да, но прибор измеряет при одном токе, который задаёт сам. Даташит 2N3904 показывает, что h21э сильно зависит от тока коллектора, поэтому значение прибора верно только для похожего тока.

Источники

  1. onsemi. 2N3904: NPN General-Purpose Amplifier (2N3904/D, Rev. 3, October 2024) — hFE при VCE = 1,0 В: не меньше 40 при 0,1 мА, 70 при 1,0 мА, 100–300 при 10 мА, 60 при 50 мА, 30 при 100 мА; VCE(sat) не больше 0,2 В при IC = 10 мА и IB = 1,0 мА, 0,3 В при 50 мА и 5,0 мА; VBE(sat) 0,65–0,85 В при 10 мА и 1 мА
  2. onsemi. BD139: Power Transistor NPN (BD139/D, Rev. 3, April 2026) — hFE при VCE = 2 В: не меньше 25 при 5 мА, 40–250 при 150 мА, не меньше 25 при 0,5 А

Нашли ошибку?

Смотрите также