Что такое режим насыщения транзистора. Как определить, находится ли транзистор в состоянии насыщения. Каковы особенности работы транзистора в режиме насыщения. Какие параметры нужно учитывать при расчете режима насыщения.
Что такое насыщение транзистора
Насыщение транзистора — это режим работы, при котором ток коллектора достигает своего максимального значения для данной схемы включения. В состоянии насыщения транзистор полностью открыт и ведет себя как замкнутый ключ с малым сопротивлением между коллектором и эмиттером.
Основные признаки режима насыщения:
- Напряжение коллектор-эмиттер VCE минимально (обычно 0,1-0,3 В)
- Ток коллектора IC максимален и ограничен только внешней цепью
- Оба p-n перехода (эмиттерный и коллекторный) смещены в прямом направлении
- Дальнейшее увеличение тока базы не приводит к росту тока коллектора
Как определить, находится ли транзистор в насыщении
Существует несколько способов определить, работает ли транзистор в режиме насыщения:
- Измерить напряжение VCE. Если оно близко к нулю (обычно менее 0,3 В), транзистор насыщен.
- Сравнить ток коллектора IC с максимально возможным током для данной схемы. При насыщении IC ≈ IC max.
- Проверить выполнение условия: IB > IC / β, где β — коэффициент усиления транзистора.
- Построить нагрузочную прямую на выходных характеристиках транзистора. Точка пересечения с характеристикой базового тока покажет режим.
Особенности работы транзистора в режиме насыщения
При работе транзистора в режиме насыщения наблюдаются следующие особенности:
- Минимальное падение напряжения между коллектором и эмиттером (VCE sat)
- Максимальный ток коллектора, ограниченный только внешней цепью
- Высокая эффективность в ключевых схемах из-за малых потерь
- Увеличенное время выключения из-за накопления неосновных носителей в базе
- Нелинейность усиления и возможные искажения сигнала
Параметры для расчета режима насыщения транзистора
При расчете режима насыщения транзистора необходимо учитывать следующие параметры:
- Напряжение насыщения коллектор-эмиттер VCE sat
- Коэффициент насыщения S = IB / IB min, где IB min — минимальный ток базы для насыщения
- Коэффициент усиления по току β (hFE)
- Максимально допустимый ток коллектора IC max
- Напряжение питания схемы VCC
- Сопротивление нагрузки в цепи коллектора RC
Применение режима насыщения транзистора
Режим насыщения транзистора широко используется в различных электронных схемах:
- Ключевые схемы и переключатели
- Цифровая логика (ТТЛ, ЭСЛ и др.)
- Импульсные источники питания
- Драйверы светодиодов и ламп
- Управление электродвигателями
- Генераторы прямоугольных импульсов
Ограничения режима насыщения
Несмотря на преимущества, режим насыщения имеет некоторые ограничения:
- Увеличенное время выключения транзистора
- Возможные искажения сигнала при работе с аналоговыми схемами
- Сложность точного контроля тока коллектора
- Повышенный нагрев транзистора при больших токах
- Возможность выхода из строя при превышении максимально допустимых параметров
Расчет тока насыщения транзистора
Для расчета тока насыщения транзистора можно использовать следующую формулу:
IC sat = (VCC — VCE sat) / RC
Где:
- IC sat — ток насыщения коллектора
- VCC — напряжение питания
- VCE sat — напряжение насыщения коллектор-эмиттер
- RC — сопротивление нагрузки в цепи коллектора
Для надежного насыщения транзистора ток базы должен быть больше минимально необходимого:
IB > IC sat / β
Влияние температуры на режим насыщения
Температура оказывает существенное влияние на параметры транзистора в режиме насыщения:
- С ростом температуры уменьшается напряжение насыщения VCE sat
- Увеличивается ток утечки коллектора ICEO
- Изменяется коэффициент усиления по току β
- Уменьшается максимально допустимая мощность рассеяния
Эти факторы необходимо учитывать при проектировании схем, работающих в широком диапазоне температур.
Как избежать насыщения транзистора
В некоторых случаях требуется избежать насыщения транзистора. Для этого можно использовать следующие методы:
- Ограничение тока базы резистором
- Использование схемы с отрицательной обратной связью
- Применение схемы эмиттерной стабилизации
- Использование транзисторов с антинасыщающими диодами (например, транзисторы Шоттки)
- Работа транзистора в активном режиме с запасом по напряжению VCE
Выбор конкретного метода зависит от требований к схеме и условий ее эксплуатации.
Режим — насыщение — транзистор
Cтраница 1
Режим насыщения транзистора характеризуется малым падением напряжения на р-п переходах, так как они смещены в прямом направлении. [1]
Чтобы обеспечить режим насыщения транзистора, его ток базы / Б выбирается больше критического значения тока базы. [2]
Для исключения режима насыщения транзисторов необходимо ограничить входное напряжение. Следовательно, не посредственное последовательное соединение переключателей тока для полного исключения режима насыщения недопустимо и нужны дополнительные согласующие схемы, предотвращающие режим насыщения, — схемы смещения уровня. [3]
Этот режим называется режимом насыщения транзистора. [4]
Этот режим называется режимом насыщения транзистора. Коллекторный ток, соответствующий этому режиму, называется током насыщения / к. В режиме насыщения внут-ренее сопротивление транзистора уменьшается почти до нуля, так что все напряжение источника Ек оказывается почти целиком приложенным к RK ( резистор как бы накоротко соединяется с землей) и на выходе устанавливается потенциал, близкий к нулю.
[5]
В схеме с ОЭ режим насыщения транзистора реализуется либо увеличением тока на входе при заданном напряжении питания на коллекторе и сопротивлении нагрузки, либо при заданном токе на входе увеличением сопротивления нагрузки или уменьшением напряжения питания. [6]
Величина сопротивления RK должна обеспечить режим насыщения транзистора при минимальном коэффициенте усиления, и в то же время максимальный ток коллектора транзистора не должен превышать предельно допустимого. [7]
Для того чтобы был обеспечен режим насыщения транзистора Qz, напряжение на его коллекторе должно быть равно напряжению на эмиттере или положительно относительно него. [8]
Для нормальной работы ключа необходимо обеспечить режим насыщения транзистора во всем интервале рабочих температур и при наихудшем сочетании параметров. [9]
На коллекторе сохраняется положительное напряжение, и режим насыщения транзистора не наступает.
[10]
Этим же током открывается и переходит в режим насыщения транзистора VT2, причем напряжение на его коллекторе уменьшается почти до нуля, что соответствует логическому 0 на выходе схемы. [11]
Для увеличения перепада выходного напряжения в переключающих схемах в состоянии открыт обычно используют режим насыщения транзистора. [12]
| Принципиальная схема элемента ЭСЛ.| Схемы асинхронных Д5 — триггеров. [13] |
Кроме того, эмиттерные повторители снижают входное напряжение с 5 до 4 2 В, что необходимо для предотвращения режима насыщения транзисторов следующей логической ступени. [14]
Здесь и далее все величины с индексом о относятся к ре-жи му отсечки и с индексом н — к режиму насыщения соответствующего транзистора. [15]
Страницы: 1 2 3
Насыщение — транзистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Cтраница 2
После насыщения транзистора начинается стадия накопления носителей заряда в базе.
Для насыщения транзистора T величина его тока коллектора / К4МЭКС должна быть меньше величины / 64 макс 4 мин. [17]
Степень насыщения транзистора характеризуется коэффициентом насыщения, равным ( см., напр. [18]
Коэффициент насыщения транзистора предварительно определяется из графика на рис. 8.15. Для обеспечения времени включения tSKS0 8 мксек минимальная степень насыщения должна быть равна двум. [19]
Коэффициент насыщения транзистора в режиме переключения — отношение тока базы биполярного транзистора в открытом состоянии к значению тока базы, при котором рабочая точка транзистора переходит из активной области на границу насыщения области. [20]
Режим насыщения транзистора характеризуется малым падением напряжения на р-п переходах, так как они смещены в прямом направлении. [21]
Для надежного насыщения транзистора необходимо, чтобы условие (3.
3) выполнялось при / шэ — Ьпэпип — Ве-личина SH гб / / б н 1 называется коэффициентом насыщения транзистора.
[22]
Для надежного насыщения транзистора необходимо, чтобы условие (3.3) выполнялось при / шэ faidmin — Величина SH / Б / / Б н 1 называется коэффициентом насыщения транзистора. [23]
Условием насыщения транзистора типа р-п — р является положительный потенциал коллектора по отношению к базе. [24]
| Электрическая схема статического триггера ( а и ее общепринятое на. [25] |
При насыщении транзистора Т2 обеспечивается самое малое напряжение на выходе триггера, что желательно для его нулевого состояния. В режиме, когда насыщен транзистор Т1 и работает в режиме отсечки Т2, выходное напряжение ывых является самым большим. Такие состояния транзисторов желательны для единичного состояния триггера. Понятно, что насыщения одного транзистора и закрытого состояния другого можно добиться лишь при определенных, правильно выбранных параметрах схемы.
При насыщении транзисторов начинается формирование импульса, мощность которого определяется мощностью низкочастотного транзистора. [27]
Рассмотрим условие насыщения транзистора в триггере и вычислим токи насыщенного транзистора. [28]
| Схема трехкаскадного усилителя в режиме переключения. [29] |
Для обеспечения насыщения транзистора Г2 необходим дополнительный низковольтный источник или сопротивление, включенное в его коллекторную цепь. Для обеспечения возможности запирания составного транзистора необходимо цепи эмиттер — база всех транзисторов, кроме последнего, блокировать диодами. [30]
Страницы: 1 2 3 4
Что такое насыщение транзистора | Проекты самодельных схем
Вы здесь: Главная / Электронные устройства и теория цепей / Что такое насыщение транзистора В статье мы узнаем, что такое насыщение транзистора или биполярного транзистора и как быстро определить значение с помощью формул и практических оценок.
Что такое насыщение транзистора
Термин насыщение относится к любой системе, в которой уровни спецификации достигли максимального значения.
Можно сказать, что транзистор работает в области насыщения, когда параметр тока достигает максимального заданного значения.
Возьмем в качестве примера полностью мокрую губку, которая может находиться в насыщенном состоянии, когда в ней нет места для дальнейшей жидкости.
Изменение конфигурации может привести к быстрому изменению уровня насыщения транзистора.
При этом максимальный уровень насыщения всегда будет соответствовать максимальному току коллектора устройства, как указано в техническом описании устройства.
В транзисторных конфигурациях обычно гарантируется, что устройство не достигает точки насыщения, так как в этом случае базовый коллектор перестает находиться в режиме обратного смещения, вызывая искажения в выходных сигналах.
Мы можем видеть рабочую точку в области насыщения на рисунке 4.
8а. Заметим, что это та конкретная область, где стык характеристических кривых с напряжением коллектор-эмиттер ниже, чем VCEsat, или находится на том же уровне. Кроме того, ток коллектора сравнительно высок на характеристических кривых.
Как рассчитать уровень насыщения транзистора
Путем сравнения и усреднения характеристических кривых на рис. 4.8a и 4.8b мы, возможно, можем получить быстрый метод определения уровня насыщения.
На рис. 4.8b мы видим, что уровень тока относительно выше, а уровень напряжения равен 0 В. Если мы применим здесь закон Ома, мы сможем рассчитать сопротивление между выводами коллектора и эмиттера биполярного транзистора следующим образом:
Практическая реализация приведенной выше формулы показана на рис. 4.9.ниже:
Это означает, что всякий раз, когда требуется быстро оценить приблизительный ток коллектора насыщения для данного биполярного транзистора в цепи, вы можете просто принять эквивалентное значение тока короткого замыкания на коллекторе-эмиттере устройства, а затем применить его в формуле для получения приблизительного тока насыщения коллектора.
Проще говоря, назначьте VCE = 0 В, и тогда вы сможете легко вычислить VCEsat.
В цепях с конфигурацией с фиксированным смещением, как показано на рис. 4.10, может быть применено короткое замыкание, что может привести к возникновению напряжения на RC, равном напряжению Vcc.
Ток насыщения, развивающийся в вышеуказанном состоянии, можно интерпретировать следующим выражением:
Решение практического примера для нахождения тока насыщения BJT:
Если мы сравним приведенный выше результат с результатом, который мы получили в конце из этого поста мы обнаруживаем, что результат I CQ = 2,35 мА намного ниже, чем приведенные выше 5,45 мА, что говорит о том, что обычно биполярные транзисторы никогда не работают на уровне насыщения в цепях, а при гораздо более низких значениях.
Вам также понравится:
- 1 . Общий коллектор транзистора
- 2 .  BJT Передаточные характеристики
- 3 .  Смещение делителя напряжения в цепях BJT — больше стабильности без бета-фактора
- 4 .
 Что такое IGBT: работа, характеристики переключения, SOA, резистор затвора, формулы - 5 . Анализ нагрузки в цепях BJT
- 6 .  Фотодиод, фототранзистор – рабочие и прикладные схемы
О компании Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными схемами и учебными пособиями.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете ответить через комментарии, я буду очень рад помочь!
Что это такое и как определить насыщение транзистора
? Что это значит? Что ж, этот термин может иметь смысл только в том случае, если вы дизайнер или инженер, хорошо знакомый с транзисторными переключателями.
Если нет, то разберем.
Когда вы имеете дело с устройствами с низким постоянным током, нормально включать или выключать их.
А добиться этого можно с помощью транзисторных ключей. Но транзистор должен быть в состоянии насыщения, чтобы включить или выключить устройство постоянного тока.
Далее в этой статье мы подробнее обсудим эту тему, покажем вам режимы работы, расчеты и многое другое.
Итак, приступим!
Что такое насыщение транзистора?
Насыщение происходит, когда система достигает порогового или максимального значения. Таким образом, транзистор работает в зоне насыщения, когда ток достигает максимального заданного значения.
Например, когда вы наливаете жидкость в стакан до краев — он находится в состоянии насыщения. И это потому, что зеркало не может больше пить. Кроме того, когда вы изменяете конфигурацию транзистора, он быстро меняет уровень насыщения.
Но важно отметить, что при настройке транзисторов устройство не достигает точки насыщения. И это потому, что база-коллектор не остается в режиме обратного смещения. В результате в выходных сигналах будут искажения.
Какие режимы работы?
Транзисторы работают в четырех различных режимах, поскольку они являются нелинейными устройствами. А моды показывают ток, протекающий через них (т. е. от коллектора NPN к эмиттеру).
Транзистор NPN
Кроме того, если вы хотите узнать режим транзистора, вы должны обратить внимание на соотношение и напряжения трех контактов.
Итак, В ВС это напряжение, которое движется от базы к коллектору, а В BE относится к току, движущемуся от пола к эмиттеру. Тем не менее, режимы работы включают:
Режим насыщения
Когда транзистор находится в режиме насыщения, он включен. Плюс ведет себя как короткое замыкание между коллектором и эмиттером.
Кроме того, в этом режиме диоды транзистора смещаются в прямом направлении. А прямое смещение — это когда V BE и V BC больше нуля. Кроме того, это означает, что V B выше, чем V C и V E .
Другими словами, для перехода транзистора в состояние насыщения V BE должно быть выше порогового напряжения. Вы можете представить падение напряжения с помощью нескольких сокращений, таких как V d , V th и т. д., и значение различается между транзисторами и даже температурой.
Итак, при комнатной температуре мы можем оценить, что многие транзисторы имеют падение напряжения около 0,6В.
Кроме того, очень важно отметить, что у вас может быть не очень хорошая проводимость между коллектором и эмиттером. В результате вы заметите небольшое падение напряжения на узлах.
Производители часто представляют это напряжение в описаниях транзисторов как V CE(sat) (напряжение насыщения CE). И вы можете определить V CE(Sat) как напряжение от коллектора к эмиттеру, необходимое транзисторам для насыщения.
Значение V CE(Sat) находится в диапазоне 0,05–0,2 В. И сделка показывает, что V C должно быть немного выше, чем V E , чтобы транзистор перешел в режим насыщения.
Плюс V C и V E должен быть меньше V B .
Обратно-активный
Обратно-активный режим возникает, когда транзистор усиливает и проводит, но ток движется в противоположном направлении (от эмиттера к коллектору).
Итак, чтобы транзистор был в неактивном обратном режиме, напряжение на эмиттере должно быть больше, чем на базе. И это напряжение должно быть больше коллекторного. Другими словами, V C < V B < V E .
Кроме того, нелегко увидеть, как производители разрабатывают активный реверсивный режим для приложения. И это потому, что эта модель не управляет транзистором.
Активный
Транзистор V BC и V BE должны быть вредными и выше нуля в этом режиме соответственно. Кроме того, это означает, что базовое напряжение должно быть выше, чем на эмиттере, но ниже, чем на коллекторе.
Итак, коллектор должен быть выше эмиттера, т.
е. V C >В Б >В Е . Интересно, что эта модель является наиболее мощной модой транзистора, потому что она превращает устройство в усилитель.
Следовательно, ток, проходящий через базовый штифт, увеличивается. В результате ветер, который движется в коллектор, выходит из эмиттера.
Ic = bI B
Где:
Ic = ток коллектора
b = коэффициент усиления
I B = базовый ток0016
Этот режим возникает, когда транзистор закрыт, что противоположно насыщению. Итак, в этом режиме транзистор напоминает разомкнутую цепь, потому что в нем отсутствуют токи коллектора и эмиттера.
Как перевести транзистор в этот режим? Вы можете сделать это, обеспечив, чтобы напряжения эмиттера и коллектора были более значительными, чем базовое напряжение. Другими словами, значения V BE и V BC должны быть отрицательными.
Режим отсечки можно представить следующим образом:
V C > V B
V E >V B
Важно отметить, что на протяжении всей статьи мы ссылались на транзисторы, работающие в режиме NPN.
Итак, для транзистора PNP у вас будет характеристика, противоположная NPN. Например, в режиме насыщения PNP-транзисторов ток движется от эмиттера к коллектору.
Кроме того, вы можете обратиться к таблице ниже для лучшего понимания:
| NPN РЕЖИМ | VOLTAGE RELATIONS | PNP MODE |
| Reverse | V E > V B > V C | Active |
| Cut-off | V E > V B < V C | Saturation |
| Saturation | V E < V B > V C | Cut-off |
| Active | V E | . . Итак, если ваша кривая показывает, что уровень напряжения равен 0 В, а ток относительно выше — используйте закон Ома. Таким образом, вы сможете определить сопротивление между выводами (коллектор и эмиттер) транзистора следующим образом: R CE = V CE 0 V —— = —— = 0 W I C I C(Sat) What if you need to определить примерный ток коллектора насыщения для транзистора в цепи? Вы можете получить это, приняв соответствующее значение короткого замыкания на CE устройства (коллектор-эмиттер). Затем подставьте его в формулу выше. Можно поставить В CE как 0 В и вычислить для V CE(Sat) . Также, если схема имеет конфигурацию с фиксированным смещением, вы можете подать заявку на краткий курс. Следовательно, RC (напряжение на стыке) будет равно V CC . И вы можете выразить условие, как показано ниже.
Как узнать, насыщен ли транзистор? Работать с транзистором в режиме насыщения непросто, но возможно. Похожие записи
|
