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晶体管饱和:它是什么以及如何识别一个

晶体管饱和

来源:Wikiwand

晶体管饱和?这是什么意思?好吧,只有当您是非常熟悉晶体管开关的设计师或工程师时,这个术语才有意义。

如果没有,我们会分解它。

当您处理低直流设备时,将它们关闭或打开是正常的。您可以通过使用晶体管开关来实现这一点。但是晶体管必须处于饱和状态才能打开或关闭直流设备。

在本文后面,我们将对此主题进行更多讨论,向您展示操作模式、计算等。

那么,让我们开始吧!

什么是晶体管饱和度?

BD135 晶体管饱和度

来源:维基共享资源

当系统达到其阈值或最大值时,就会发生饱和。因此,当电流达到最高规定值时,晶体管会在饱和区域内工作。

例如,当您将液体倒入玻璃杯中直至其达到边缘时,它处于饱和状态。这是因为镜子不能处理更多的饮料。此外,当您修改晶体管的配置时,它会迅速改变其饱和度。

但是,重要的是要注意,当您配置晶体管时,设备不会达到其饱和点。这是因为基极集电极不会保持在反向偏置模式。因此,输出信号会出现失真。

有哪些操作模式?

晶体管以四种不同的模式工作,因为它们是非线性器件。并且这些模式显示了流过它们的电流(即从 NPN 的集电极到发射极)。

NPN 晶体管

另外,要想知道一个三极管的模式,还得注意三个管脚的关系和电压。

因此,VBC 是从基极流向集电极的电压,而 VBE 是指从基极流向发射极的电流。也就是说,操作模式包括:

饱和模式

当晶体管处于饱和模式时,它是“开启的”。另外,它的行为就像集电极和发射极之间的短路一样。

NPN 发射器

来源:维基共享资源

此外,这种模式使晶体管的二极管变为正向偏置。正向偏置是当 VBE 和 VBC 大于零时。此外,这意味着VB高于VC和VE。

换言之,晶体管要进入饱和状态,VBE 必须高于阈值电压。电压降可以用Vd、Vth等几个缩写来表示,晶体管的值甚至温度也不同。

因此,在室温下,我们可以估计很多晶体管的电压降约为 0.6V。

此外,重要的是要注意集电极和发射极之间可能没有良好的传导。因此,您会注意到节点处有一个小的电压降。

制造商通常在晶体管数据表中将此电压表示为 VCE(sat)(CE 饱和电压)。您可以将 VCE(Sat) 定义为晶体管饱和所需的集电极到发射极的电压。

VCE(Sat) 的值范围为 0.05 – 0.2V。交易表明,VC 必须比 VE 高一点,晶体管才能进入饱和模式。另外,VC和VE必须小于VB。

反向激活

当晶体管放大并导通但电流沿相反方向(从发射极到集电极)移动时,就会发生反向激活模式。

晶体管放大器

来源:维基共享资源

因此,对于处于非活动反向模式的晶体管,发射极的电压应该大于基极。而且这个电压必须大于集电极。也就是说,VC

此外,很难看到制造商为应用程序设计主动反向模式。这是因为这个模型不驱动晶体管。

活跃

在此模式下,晶体管的 VBC 和 VBE 必须分别大于零。也就是基极电压必须高于发射极但低于集电极。

因此,集电极必须高于发射极,即 VC>VB>VE。有趣的是,这种模式是晶体管最有效的模式,因为它将设备变成了放大器。

因此,流入管脚的电流增加。结果,进入收集器的风离开了发射器​​。

Ic =bIB

地点:

Ic =集电极电流

b =放大系数

IB =基极电流

截止

这种模式发生在晶体管关闭时——这与饱和相反。因此,在这种模式下,晶体管类似于开路,因为它没有集电极和发射极电流。

你如何让晶体管进入这种模式?您可以通过确保发射极和集电极电压比基极电压更重要来做到这一点。也就是说,VBE 和 VBC 的值必须是负数。

您可以像这样表示截止模式:

VC>VB

VE>VB

请务必注意,我们在整篇文章中都引用了 NPN 模式晶体管。因此,对于 PNP 晶体管,您将拥有与 NPN 相反的特性。例如,在 PNP 晶体管的饱和模式下,电流从发射极流向集电极。

另外,您可以参考下表以更好地理解:

NPN 模式 电压关系 PNP 模式
反转 VE> VB> VC 活跃
截止 VE> VB 饱和度
饱和度 VEVC 截止
活动 VE 反向

如何计算晶体管饱和度

当你可以研究一条曲线时,很容易计算晶体管饱和度。因此,如果您的曲线显示电压电平为 0V,而电流相对较高,请使用欧姆定律。

这样,您就可以像这样确定晶体管引脚(集电极和发射极)之间的电阻:

RCE =VCE 0 V

—— =—— =0W

IC IC(星期六)

如果您需要确定电路中晶体管的近似饱和集电极电流怎么办?您可以通过假设设备的 CE(集电极 - 发射器)上的相应短路值来得到它。然后把它放在上面的公式中。你可以把VCE设为0V,然后计算VCE(Sat)。

此外,如果电路具有固定偏置配置,您可以申请短期课程。因此,RC(两端电压)将等于 VCC。你可以像下面这样表达条件。

如何知道晶体管是否饱和?

在饱和状态下操作晶体管并不容易,但它是可能的。此外,如果您想操作类似晶体管的放大器,将操作设置在有源区域内也很重要。以下是了解饱和晶体管的行之有效的方法:

1.通过实际测量

2. 做模拟——比上一个更好的方法

3. 计算——一种廉价且不受限制的旧方法。使用此方法的一种方法是假设电路已饱和。这样,解决课程的最大收益。然后,将其与设备的最小当前进度联系起来。

总结

实际上,有不同的方法可以识别晶体管饱和。毕竟,这是晶体管作为开关来调节低直流电压的唯一方式。

此外,它具有四种操作模式,NPN 和 PNP 晶体管的条件不同。您对饱和晶体管有疑问或疑虑吗?请随时与我们联系。


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