晶體管飽和:它是什么以及如何識別
- 發表時間: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,這個術語只有在您是非常熟悉晶體管開關的設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設備時,將它們關閉或打開是正常的。您可以通過使用晶體管開關來實現這一點。但是晶體管必須處于飽和狀態才能打開或關閉直流設備。
在本文的后面,我們將討論更多關于此主題的內容,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
當系統達到其閾值或最大值時,就會發生飽和。因此,當電流達到最高指定值時,晶體管會在飽和區域內工作。
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。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。另外,它的行為就像集電極和發射極之間的短路。
NPN發射器
資料來源:維基共享資源
此外,這種模式使晶體管的二極管變為正向偏置。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,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射極之間可能沒有良好的導電性。因此,您會注意到節點處有一個小的電壓降。
制造商通常在晶體管數據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(從發射極到集電極)移動時,就會發生反向激活模式。
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,發射極的電壓應大于基極。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用程序設計主動反向模式。這是因為這個模型不驅動晶體管。
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射極但低于集電極。
因此,集電極必須高于發射極,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。結果,進入集熱器的風離開了發射器。
Ic = BI B
在哪里:
Ic = 集電極電流
b = 放大系數
I B = 基極電流
隔斷
這種模式發生在晶體管關閉時——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 | 電壓關系 | PNP 模式 |
逆轉 | 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 |
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?您可以通過假設設備 CE(集電極-發射極)上的相應短路值來獲得該值。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,將操作設置在有源區域內也很重要。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電路已飽和。有了這個,解決課程的最大收益。然后,將其與設備的最小當前進度相關聯。
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來調節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?請隨時與我們聯系。
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