晶體管飽和:它是什么以及如何識別
- 發(fā)表時間:2021-10-29 08:13:34
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晶體管飽和
資料來源:維基百科
晶體管飽和?這是什么意思?好吧,這個術(shù)語只有在您是非常熟悉晶體管開關(guān)的設(shè)計師或工程師時才有意義。
如果沒有,我們將分解它。
當您處理低DC設(shè)備時,將它們關(guān)閉或打開是正常的。您可以通過使用晶體管開關(guān)來實現(xiàn)這一點。但是晶體管必須處于飽和狀態(tài)才能打開或關(guān)閉直流設(shè)備。
在本文的后面,我們將討論更多關(guān)于此主題的內(nèi)容,向您展示操作模式、計算等。
那么,讓我們開始吧!
什么是晶體管飽和度?
BD135晶體管飽和
資料來源:維基共享資源
當系統(tǒng)達到其閾值或最大值時,就會發(fā)生飽和。因此,當電流達到最高指定值時,晶體管會在飽和區(qū)域內(nèi)工作。
例如,當您將液體倒入玻璃杯中直至達到邊緣時——它處于飽和狀態(tài)。這是因為鏡子無法處理更多的飲料。此外,當您修改晶體管的配置時,它會迅速改變其飽和水平。
但是,重要的是要注意,當您配置晶體管時,器件不會達到其飽和點。這是因為基極集電極不會保持在反向偏置模式。因此,輸出信號會出現(xiàn)失真。
有哪些操作模式?
晶體管以四種不同的模式工作,因為它們是非線性器件。模式顯示流過它們的電流(即,從 NPN 的集電極到發(fā)射極)。
NPN晶體管
此外,如果你想知道一個晶體管的模式,你必須注意三個引腳的關(guān)系和電壓。
因此,V BC是從基極移動到集電極的電壓,V BE是指從底部移動到發(fā)射極的電流。也就是說,操作模式包括:
飽和模式
當晶體管處于飽和模式時,它處于“開啟”狀態(tài)。另外,它的行為就像集電極和發(fā)射極之間的短路。
NPN發(fā)射器
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此外,這種模式使晶體管的二極管變?yōu)檎蚱谩?/span>正向偏置是當 V BE和 V BC大于零時。此外,這意味著 V B高于 V C和 V E。
換句話說,要使晶體管進入飽和狀態(tài),V BE必須高于閾值電壓。您可以用一些縮寫來表示電壓降,例如 V d、V th等,并且該值因晶體管甚至溫度而異。
所以,在常溫下,我們可以估算出很多晶體管的壓降在0.6V左右。
此外,重要的是要注意集電極和發(fā)射極之間可能沒有良好的導電性。因此,您會注意到節(jié)點處有一個小的電壓降。
制造商通常在晶體管數(shù)據(jù)表中將此電壓表示為 V CE(sat)(CE 飽和電壓)。您可以將 V CE(Sat)定義為晶體管飽和所需的從集電極到發(fā)射極的電壓。
V CE(Sat) 的值范圍為 0.05 – 0.2V。交易表明,V C必須比 V E高一點,晶體管才能進入飽和模式。另外,V C和V E必須小于V B。
反向活動
當晶體管放大并導通但電流沿相反方向(從發(fā)射極到集電極)移動時,就會發(fā)生反向激活模式。
晶體管放大器
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因此,對于處于非活動反向模式的晶體管,發(fā)射極的電壓應(yīng)大于基極。而且這個電壓必須大于集電極。換句話說,V C <V B <V E。
此外,很難看到制造商為應(yīng)用程序設(shè)計主動反向模式。這是因為這個模型不驅(qū)動晶體管。
積極的
在這種模式下,晶體管的 V BC和 V BE必須分別是有害的并且高于零。此外,這意味著基極電壓必須高于發(fā)射極但低于集電極。
因此,集電極必須高于發(fā)射極,即 V C >V B > V E。有趣的是,這種模式是晶體管最有效的模式,因為它將器件變成了放大器。
因此,流入管腳的電流增加。結(jié)果,進入集熱器的風離開了發(fā)射器。
Ic = BI B
在哪里:
Ic = 集電極電流
b = 放大系數(shù)
I B = 基極電流
隔斷
這種模式發(fā)生在晶體管關(guān)閉時——這與飽和相反。因此,在這種模式下,晶體管類似于開路,因為它沒有集電極和發(fā)射極電流。
你如何讓晶體管進入這種模式?您可以通過確保發(fā)射極和集電極電壓比基極電壓更重要來做到這一點。換句話說,V BE和 V BC的值必須為負。
您可以表示截止模式,如:
V C > V B
V E > V B
請務(wù)必注意,我們在整篇文章中都引用了 NPN 模式晶體管。因此,對于 PNP 晶體管,您將擁有與 NPN 相反的特性。例如,在 PNP 晶體管的飽和模式下,電流從發(fā)射極流向集電極。
此外,您可以參考下表以更好地理解:
NPN模式 | 電壓關(guān)系 | PNP 模式 |
逆轉(zhuǎn) | V E > V B > V C | 積極的 |
隔斷 | V E > V B < V C | 飽和 |
飽和 | V E < V B > V C | 隔斷 |
積極的 | V E < V B < V C | 逆轉(zhuǎn) |
如何計算晶體管飽和度
當有一條可以研究的曲線時,很容易計算晶體管飽和度。因此,如果您的曲線顯示電壓電平為 0V 而電流相對較高,請使用歐姆定律。
這樣,您就能夠確定電阻這樣的晶體管的引腳(集電極和發(fā)射極)之間:
R CE = V CE 0 伏
—— = —— = 0 瓦
我? 我C(周六)
如果您需要確定電路中晶體管的近似飽和集電極電流怎么辦?您可以通過假設(shè)設(shè)備 CE(集電極-發(fā)射極)上的相應(yīng)短路值來獲得該值。然后把它放在上面的公式中。您可以將 V CE設(shè)為 0V 并計算 V CE(Sat)。
此外,如果電路具有固定偏置配置,您可以申請短期課程。因此,RC(跨電壓)將等于V CC。你可以表達如下條件。
I C(Sat) = V CC/RC
你怎么知道晶體管是否飽和?
在飽和狀態(tài)下操作晶體管并不容易,但這是可能的。此外,如果您想操作類似晶體管的放大器,將操作設(shè)置在有源區(qū)域內(nèi)也很重要。以下是了解飽和晶體管的行之有效的方法:
1. 通過實際測量
2. 做模擬——比上一個更好的方法
3. 計算——一種廉價且沒有限制的舊方法。使用此方法的方法之一是假設(shè)電路已飽和。有了這個,解決課程的最大收益。然后,將其與設(shè)備的最小當前進度相關(guān)聯(lián)。
包起來
實際上,有多種方法可以識別晶體管飽和。畢竟,這是晶體管作為開關(guān)來調(diào)節(jié)低直流電壓的唯一方式。
此外,它還具有四種操作模式,NPN 和 PNP 晶體管的條件不同。您對飽和晶體管有疑問或顧慮嗎?請隨時與我們聯(lián)系。
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