Режим отсечки транзистора. Режимы работы транзистора: схемы, стабилизация, формулы, классы

Что такое режим отсечки транзистора. Как обеспечить работу транзистора в активном режиме. Какие существуют классы усиления транзисторных каскадов. Чем отличаются режимы насыщения и активный.

Основные режимы работы биполярного транзистора

Биполярный транзистор может работать в трех основных режимах:

• Режим отсечки
• Активный режим
• Режим насыщения

Рассмотрим подробнее каждый из этих режимов и условия их возникновения.

Режим отсечки транзистора

В режиме отсечки оба p-n перехода транзистора закрыты. Через транзистор протекает только очень малый ток утечки. Для перевода транзистора в режим отсечки необходимо:

• Для npn-транзистора: подать на базу напряжение ниже, чем на эмиттер
• Для pnp-транзистора: подать на базу напряжение выше, чем на эмиттер

В режиме отсечки транзистор ведет себя как разомкнутый ключ с очень высоким сопротивлением между коллектором и эмиттером.

Активный режим транзистора

В активном режиме эмиттерный переход транзистора открыт, а коллекторный — закрыт. Это основной рабочий режим транзистора при усилении сигналов. Для обеспечения активного режима необходимо:

• Для npn-транзистора: Uбэ > 0.6-0.7 В, Uкэ > Uбэ
• Для pnp-транзистора: Uэб > 0.6-0.7 В, Uэк > Uэб

В активном режиме ток коллектора пропорционален току базы: Iк = β * Iб, где β — коэффициент усиления транзистора по току.

Режим насыщения транзистора

В режиме насыщения оба перехода транзистора открыты. Для перевода транзистора в насыщение нужно увеличивать ток базы, пока напряжение Uкэ не снизится до 0.1-0.3 В. В насыщении транзистор ведет себя как замкнутый ключ с малым сопротивлением между коллектором и эмиттером.

Стабилизация режима работы транзистора

Для стабильной работы транзисторного каскада необходимо обеспечить фиксированное положение рабочей точки на характеристиках транзистора. Существует несколько основных схем стабилизации режима:

Схема с фиксированным током базы

В этой схеме ток базы задается резистором Rб, подключенным к источнику питания:

«` «`

Недостаток схемы — сильная зависимость режима от разброса параметров транзисторов.

Схема с коллекторной стабилизацией

В этой схеме используется отрицательная обратная связь по напряжению через резистор Rк:

«` «`

Обеспечивает лучшую стабильность, но снижает коэффициент усиления.

Схема с эмиттерной стабилизацией

В этой схеме в цепь эмиттера включается резистор Rэ, создающий отрицательную обратную связь по току:

«` «`

Обеспечивает наилучшую температурную стабилизацию режима.

Классы усиления транзисторных каскадов

В зависимости от положения рабочей точки на характеристиках транзистора различают следующие классы усиления:

Класс A

Рабочая точка находится на линейном участке характеристики. Ток коллектора протекает в течение всего периода входного сигнала. Обеспечивает минимальные искажения, но имеет низкий КПД (до 25-30%).

Класс B

Рабочая точка находится на границе отсечки. Ток коллектора протекает в течение половины периода входного сигнала. Имеет более высокий КПД (до 50-60%), но большие нелинейные искажения.

Класс AB

Промежуточный между классами A и B. Ток коллектора протекает более половины периода входного сигнала. Компромисс между искажениями и КПД.

Класс C

Рабочая точка находится в области отсечки. Ток коллектора протекает менее половины периода входного сигнала. Высокий КПД (до 75-80%), но большие нелинейные искажения.

Основные формулы для расчета транзисторных каскадов

Приведем основные формулы, используемые при расчете транзисторных усилительных каскадов:

• Коэффициент усиления по току: Ki = Iк / Iб = β
• Коэффициент усиления по напряжению: Ku = Uвых / Uвх
• Входное сопротивление: Rвх = Uвх / Iб
• Выходное сопротивление: Rвых = ΔUвых / ΔIк
• Коэффициент усиления по мощности: Kp = Ki * Ku

Эти формулы позволяют рассчитать основные параметры транзисторного усилительного каскада.

Применение различных режимов работы транзистора

Различные режимы работы транзистора находят применение в разных схемах:

• Активный режим — в усилителях сигналов
• Режим отсечки и насыщения — в ключевых схемах
• Режим насыщения — в схемах стабилизации напряжения

Правильный выбор режима работы транзистора определяет характеристики и эффективность работы электронного устройства.

Особенности работы полевых транзисторов

В отличие от биполярных, полевые транзисторы управляются напряжением, а не током. Это определяет некоторые особенности их применения:

• Очень высокое входное сопротивление
• Малая входная емкость
• Низкий уровень шумов
• Хорошая температурная стабильность

Полевые транзисторы широко применяются в малошумящих усилителях, аналоговых ключах, преобразователях напряжения.

Современные тенденции в транзисторной технике

Основные направления развития транзисторной техники на современном этапе:

• Уменьшение размеров транзисторных структур
• Повышение рабочих частот (до сотен ГГц)
• Снижение управляющих напряжений и токов
• Улучшение температурной стабильности
• Интеграция в сложные функциональные блоки

Эти тенденции позволяют создавать все более компактные и энергоэффективные электронные устройства.

Режимы работы транзистора: схемы, стабилизация, формулы, классы

Пример HTML-страницы

Перед тем как подавать на вход усилителя на транзисторе сигнал, подлежащий усилению, необходимо обеспечить

начальный режим работы (статический режим, режим по постоянному току, режим покоя). Начальный режим работы характеризуется постоянными токами электродов транзистора и напряжениями между этими электродами. Используют термин «начальный режим работы транзистора» и фактически равноценный ему термин «начальный режим работы усилителя».

Для определенности обратимся к схеме с общим эмиттером и соответствующим выходным характеристикам транзистора. Тогда начальный режим работы характеризуется положением так называемой начальной рабочей точки (НРТ) с координатами (U_кэн, I_кн), где U_кэн и I_кн — начальное напряжение между коллектором и эмиттером и начальный ток коллектора. Для стабильной работы усилителя стремятся не допускать изменения положения начальной рабочей точки.

Для характеристики проблемы обеспечения начального режима традиционно и вполне оправданно рассматривают следующие три схемы:

• с фиксированным током базы;
• с коллекторной стабилизацией;
• с эмиттерной стабилизацией.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

На практике первую из этих схем почти никогда не используют. Из остальных двух схем предпочтение часто отдают схеме с эмиттерной стабилизацией. Рассмотрим каждую из этих схем.

Содержание

1. Схема с фиксированным током базы
2. Схема с коллекторной стабилизацией
3. Схема с эмиттерной стабилизацией
4. Различают следующие режимы работы транзистора (классы работы): А, АВ, В, С и D.

Схема с фиксированным током базы

(рис. 2.14). На подобных схемах источник напряжения Е_к обычно не изображают.

В соответствии со вторым законом Кирхгофа i_к· R_к + u_кэ− Е_к = 0
Отсюда находим ток коллектора i_к: i_к= − ( 1 / R_к ) · u

кэ+ ( 1 / R_к ) · Е_к что соответствует линейной зависимости вида у = а · х + b. Это уравнение описывает так называемую линию нагрузки (как и для схемы с диодом).

Изобразим выходные характеристики транзистора и линию нагрузки (рис. 2.15).

В соответствии со вторым законом Кирхгофа i_б · R_б + u_бэ − Е_к = 0

Отсюда находим ток базы i_б:
i_б = − u_бэ / R_б + Е_к / R_б

Будем пренебрегать напряжением u_бэ так как обычно u_бэ << Е_к. Тогда i_б = Е_к / R_б

Таким образом, в рассматриваемой схеме ток i_б задается величинами Е_к и R_б (ток «фиксирован»). При этом i_к= β_ст

· i_б + Í_ко

Пусть i_б = i_б2. Тогда HPT займет то положение, которое указано на рис. 2.15. Легко заметить, что самое нижнее возможное положение начальной рабочей точки соответствует точке Y (режим отсечки, i_б = 0), а самое верхнее положение — точке Z (режим насыщения, i_б > i_б4).

Схему с фиксированным током базы используют редко по следующим причинам:

• при воздействии дестабилизирующих факторов (например, температуры) изменяются величины β_ст и Í_ко, что изменяет ток I_кн и положение начальной рабочей точки.
• для каждого значения β_ст необходимо подбирать соответствующее значение R_б, что нежелательно при использовании как дискретных приборов (т. е. приборов, изготовленных не по интегральной технологии), так и интегральных схем.

Схема с коллекторной стабилизацией

(рис. 2.16).

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Эта схема обеспечивает лучшую стабильность начального режима. В схеме имеет место отрицательная обратная связь по напряжению (выход схемы — коллектор транзистора соединен со входом схемы — базой транзистора с помощью сопротивления Rб.). Рассмотрим ее проявление на следующем примере.

Пусть по каким-либо причинам (например, из-за повышения температуры) ток i_к начал увеличиваться. Это приведет к увеличению напряжения u_Rк, уменьшению напряжения u_кэ и уменьшению тока i_б ( i_б = u_кэ/ R_б), что будет препятствовать значительному увеличению тока i_к, т. е. будет осуществляться стабилизация тока коллектора.

Схема с эмиттерной стабилизацией

В зарубежной литературе такую схему называют схемой с Н-смещением (конфигурация схемы соответствует букве Н). Основная идея, реализованная в схеме, состоит в том, чтобы зафиксировать ток i_э и через это ток i_к ( i_к = i_э ). С указанной целью в цепь эмиттера включают резистор R_э и создают на нем практически постоянное напряжение u_Rэ. При этом оказывается, что i_э= u_Rэ/ R_э= const. Для создания требуемого напряжения u_R используют делитель напряжения на резисторах R₁ и R₂. Сопротивления R₁и R₂ выбирают настолько малыми, что величина тока i_б практически не влияет на величину напряжения u_R2. При этом u_R2= Eк · [ R₂/ ( R₁+ R₂)] В соответствии со вторым законом Кирхгофа u_Rэ= u_R2– u_б

При воздействии дестабилизирующих факторов величина u_бэ изменяется мало, поэтому мало изменяется и величина u_Rэ. На практике обычно напряжение u_Rэ составляет небольшую долю напряжения Е_к.

Различают следующие режимы работы транзистора (классы работы): А, АВ, В, С и D.

Рассматриваемые RС-усилители обычно работают в режиме А.

1. В режиме «А» ток коллектора всегда больше нуля (i_к > 0). При этом он увеличивается или уменьшается в зависимости от входного сигнала.
2. В режиме «В» I_кн = 0, поэтому ток коллектора может только увеличиваться. При синусоидальном входном сигнале в цепи коллектора протекают положительные полуволны тока.
3. Режим «АВ» является промежуточным между режимами А и В.
4. В режиме «С» на вход транзистора подается начальное запирающее напряжение, поэтому в цепи коллектора в каждый период входного сигнала ток протекает в течение времени меньшего, чем половина периода.
5. Режимом «D» называют ключевой режим работы (транзистор находится или в режиме насыщения, или в режиме отсечки).

Активный режим работы биполярного транзистора

Добавлено 30 сентября 2017 в 15:13

Когда транзистор находится в полностью выключенном (закрытом) состоянии (как разомкнутый ключ), говорится, что он в режиме отсечки. И наоборот, когда он полностью проводит ток между эмиттером и коллектором (пропускает ток такой величины, какую могут позволить источник питания и нагрузка), говорится, что он находится в режиме насыщения. Эти два режима работы были изучены ранее при использовании транзистора в качестве ключа.

Однако биполярные транзисторы не должны ограничиваться этими двумя экстремальными режимами работы. Как мы узнали в предыдущем разделе, ток базы «открывает клапан» для ограниченного количества тока через коллектор. Если это ограничение для управляемого тока больше нуля, но меньше максимального значения, разрешенного источником питания и схемой нагрузки, транзистор «удерживает» значение тока коллектора в режиме где-то между режимами отсечки и насыщения. Этот режим работы называется активным режимом.

По аналогии с автомобилем: отсечка – это состояние отсутствия движущей силы, создаваемой механическими частями автомобиля, чтобы заставить его двигаться. В режиме отсечки включается тормоз (нулевой ток базы), предотвращающий движение (ток коллектора). Активный режим – это режим круиз-контроль автомобиля на постоянной контролируемой скорости (постоянный, контролируемый ток коллектора), которую устанавливает водитель. Насыщение – это подъем автомобиля на крутой холм, который мешает ему двигаться так быстро, как пожелает водитель. Другими словами «насыщенный» автомобиль – это автомобиль с полностью вдавленной в пол педалью газа (ток базы допускает протекание тока коллектора, большего, чем может быть обеспечено схемой источника питания и нагрузки).

Давайте соберем схему для моделирования в SPICE, чтобы продемонстрировать, что происходит, когда транзистор находится в активном режиме работы.

Схема для SPICE моделирования «активного режима» (список соединений приведен ниже)

bipolar transistor simulation
i1 0 1 dc 20u
q1 2 1 0 mod1
vammeter 3 2 dc 0
v1 3 0 dc
.model mod1 npn
.dc v1 0 2 0.05 
.plot dc i(vammeter) 
.end 

«Q» – это стандартное буквенное обозначение для транзистора на принципиальной схеме (в России по ГОСТу принято обозначение VT), так же как «R» для резистора, а «C» для конденсатора. В этой схеме у нас есть NPN-транзистор, питаемый от батареи (V₁) и управляемый источником тока (I₁). Источник тока – это устройство, которое выдает заданную величину тока, генерируя такое напряжение на своих выводах, которое необходимо, чтобы обеспечить точную величину тока, протекающего через него. Как известно, источники тока трудно найти в природе (в отличие от источников напряжения, которые, наоборот, пытаются поддерживать постоянное значение напряжения, выдавая необходимое значение тока для выполнения этой задачи), но могут быть смоделированы с помощью небольшого набора электронных компонентов. Как мы сейчас увидим, транзисторы сами имеют тенденцию имитировать поведение, поддерживающее постоянную величину тока, как и источники тока, с помощью своей способности стабилизировать ток на фиксированном значении.

При SPICE моделировании мы установим источник тока в постоянное значение 20 мкА, затем будем изменять напряжение источника напряжения (V1) в диапазоне от 0 до 2 вольт и наблюдать, какой ток будет проходить через него. «Фиктивная» батарея (V_{амперметр}) на рисунке выше с выходным напряжением 0 вольт служит только для того, чтобы предоставить SPICE программе элемент схемы для измерения тока.

Изменение напряжения коллектора от 0 до 2 В при постоянном токе базы 20 мкА дает в результате постоянный ток коллектора 2 мА в режиме насыщения

Постоянный ток базы 20 мкА устанавливает предельное значение для тока коллектора в 2 мА, что в точности в 100 раз больше. Обратите внимание, как выравнивается график тока коллектора (на рисунке выше) при изменении напряжения батареи от 0 до 2 вольт. Единственные исключение из этого совершенно ровного графика – в самом начале, когда напряжение батареи увеличивается от 0 до 0,25 вольта. На этом участке ток коллектора быстро растет от 0 до предельных 2 мА.

Посмотрим, что произойдет, если мы будем изменять напряжение батареи в более широком диапазоне, на этот раз от 0 до 50 вольт. Ток базы будем поддерживать на постоянном уровне 20 мкА (рисунок ниже).

Изменение напряжения коллектора от 0 до 50 В при постоянном токе базы 20 мкА дает в результате постоянный ток коллектора 2 мА (список соединений приведен ниже)

bipolar transistor simulation
i1 0 1 dc 20u
q1 2 1 0 mod1
vammeter 3 2 dc 0
v1 3 0 dc
.model mod1 npn
.dc v1 0 50 2
.plot dc i(vammeter) 
.end 

Тот же результат! Ток коллектора на рисунке выше удерживается точно на значении 2 мА, хотя напряжение (V1) изменяется от 0 до 50 вольт. Из нашего примера моделирования видно, что напряжение коллектор-эмиттер мало влияет на ток коллектора, за исключением очень низких уровней (чуть выше 0 вольт). Транзистор действует как стабилизатор тока, обеспечивая протекание через коллектор тока величиной 2 мА и не более.

Теперь давайте посмотрим, что произойдет, если мы будем увеличивать управляющий ток (I1) от 20 мкА до 75 мкА, снова изменяя напряжение батареи (V1) от 0 до 50 вольт, и выводя на график значения тока коллектора (рисунок ниже).

Изменение напряжения коллектора от 0 до 50 В (.dc v1 0 50 2) при постоянном токе базы 75 мкА дает в результате постоянный ток коллектора 7,5 мА. Другие графики генерируются при изменении значений тока (i1 15u 75u 15u) в операторе анализа DC (.dc v1 0 50 2 i1 15u 75u 15u) (список соединений приведен ниже)

bipolar transistor simulation
i1 0 1 dc 75u
q1 2 1 0 mod1
vammeter 3 2 dc 0
v1 3 0 dc
.model mod1 npn
.dc v1 0 50 2 i1 15u 75u 15u
.plot dc i(vammeter)
.end 

Неудивительно, что SPICE дает нам аналогичный график: прямая линия, закрепившаяся на этот раз на 7,5 мА – ровно в 100 раз больше тока базы – в диапазоне напряжений батареи от чуть выше 0 вольт до 50 вольт. По-видимому, ток базы является решающим фактором для тока коллектора, напряжение батареи V1 не имеет значения, если оно превышает определенный минимальный уровень.

Эта связь между напряжением и током полностью отличается от того, что мы привыкли видеть на резисторе. Для резистора ток увеличивается линейно по мере увеличения напряжения. Здесь, для транзистора, ток от эмиттера к коллектору остается ограниченным на фиксированном максимальном значении независимо от того, насколько сильно увеличивается напряжение между эмиттером и коллектором.

Часто полезно накладывать несколько характеристик зависимости ток коллектора / напряжение для разных токов базы на одном графике, как на рисунке ниже. Набор характеристик, подобный этому (для каждого значения тока базы построен отдельный график), для конкретного транзистора называется выходными характеристиками транзистора:

Зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером для разных токов базы

Каждая кривая на графике отражает ток коллектора транзистора, построенный для диапазона напряжений коллектор-эмиттер, для заданного значения тока базы. Поскольку транзистор стремится действовать как стабилизатор тока, ограничивая ток коллектора до пропорции, установленной током базы, полезно выразить эту пропорцию в качестве стандартного показателя работы транзистора. В частности, отношения тока коллектора к току базы известно как коэффициент бета (обозначенный греческой буквой β):

\[\beta = {I_{коллектор} \over I_{база}}\]

β также известен как h_fe или h_21э

Иногда коэффициент β обозначается как «h_fe» или «h_21э«, метка, используемая в ветви математического анализа полупроводниковых приборов, известной как «гибридные параметры» или h-параметры, которая стремится достичь точных прогнозов работы транзисторов с помощью подробных уравнений. Переменных гибридных параметров много, но каждый из них обозначается буквой «h» и конкретным индексом. Переменная «h_fe» («h_21э«) представляет собой просто еще один (стандартизированный) способ выражения отношения тока коллектора к току базы и взаимозаменяема с “β”. Коэффициент β является безразмерной величиной.

β для любого транзистора определяется его конструкцией: он не может быть изменен после изготовления. Редко бывает, что β у двух транзисторов одной и той же конструкции точно совпадают из-за различий физических переменных, влияющих на этот коэффициент. Если работа схемы зависит от равенства β у нескольких транзисторов, за дополнительную плату могут быть приобретены «согласованные наборы» транзисторов. Однако, как правило, проектирование с такими зависимостями считается плохой практикой.

β транзистора не остается одинаковым во всех условиях эксплуатации. Для реального транзистора коэффициент β может изменяться в 3 раза в пределах его рабочих токов. Например, транзистор с объявленным значением β, равным 50, в реальных тестах отношения I_к/I_б может дать значения от 30 до 100, в зависимости от величины тока коллектора, температуры транзистора, частоты усиливаемого сигнала и других факторов. Для целей обучения для любого заданного транзистора достаточно принимать коэффициент β постоянным; и понимать, что реальная жизнь не так проста!

Иногда для понимания полезно «моделировать» сложные электронные компоненты с помощью набора более простых и понятных компонентов. Модель на рисунке ниже используется во многих вводных текстах по электронике.

Простая диодно-резисторная модель транзистора

Эта модель отображает транзистор как комбинацию диода и реостата (переменного резистора). Ток через диод база-эмиттер управляет сопротивлением реостата коллектор-эмиттер (как подразумевается пунктирной линией, соединяющей два компонента), тем самым контролируя ток коллектора. На рисунке приведена модель NPN-транзистора, но PNP-транзистор будет отличаться не сильно (будет изменено только направление диода база-эмиттер). Эта модель преуспевает в пояснении базовой концепции усиления транзистора: как сигнал тока базы может осуществлять управление током коллектора. Однако мне эта модель не нравится, потому что она неверно передает понятие установленного значения сопротивления коллектор-эмиттер для заданного значения тока базы. Если бы она была верна, транзистор не стабилизировал бы ток коллектора, как показывают графики выходных характеристик. Вместо характеристик тока коллектора, выровненных на графике после быстрого роста по мере увеличения напряжения коллектор-эмиттер, ток коллектора продолжал бы расти прямо пропорционально напряжению коллектор-эмиттер, и мы бы увидели на графике неуклонно растущие прямые.

В более продвинутых учебниках часто встречается более подходящая модель транзистора (рисунок ниже).

Модель транзистора на основе источника тока

Она отображает транзистор в виде комбинации диода и источника тока, причем выход источника тока задается умножением тока базы на коэффициент β. Эта модель гораздо более точна при отображении истинных входных/выходных характеристик транзистора: ток базы устанавливает определенное значение тока коллектора, а не определенное сопротивление коллектор-эмиттер, как предполагает первая модель. Кроме того, эта модель предпочтительна при проведении анализа транзисторных схем, причем источник тока является хорошо понятным теоретическим компонентом. К сожалению, использование источника тока для моделирования контролирующего ток поведения транзистора может вводить в заблуждение: транзистор никогда не будет служить источником электрической энергии. Источник тока не моделирует тот факт, что его источником энергии является внешний источник питания, как у усилителя.

Подведем итоги:

• Говорят, что транзистор находится в активном режиме, если он работает где-то между полностью открытым режимом (насыщение) и полностью закрытым режимом (отсечка).
• Ток базы регулирует ток коллектора. Под регулированием мы подразумеваем, что ток коллектора не может превышать значение, которое устанавливаемое током базы.
• Отношение между током коллектора и током базы называется «бета» (β) или h_fe или h_21э.
• Коэффициенты β у всех транзисторов различны; β изменяется в зависимости от условий эксплуатации.

Оригинал статьи:

• Active-mode Operation (BJT)

Теги

Активный режимБиполярный транзисторОбучениеРежим насыщенияРежим отсечкиЭлектроника

Назад

Оглавление

Вперед

Транзистор

Отсечка, насыщение и активные области линия нагрузки.

( и ) Отрезать . Точка, в которой линия нагрузки пересекает кривую I B  = 0, называется отсечением от . На данный момент I B  = 0 и существует только малый ток коллектора (, т.е. . ток утечки коллектора I CEO ). При отключении переход база-эмиттер больше не остается смещенным в прямом направлении, и нормальная работа транзистора теряется. Напряжение коллекционера-эмиттера почти равно V C C , то есть V C E ( CUT OFF ) = В C C ) = В C C ) = В C ) = В C ) = В C )0003

( ii ) Насыщенность. Точка, в которой линия нагрузки пересекает кривую I B  = I B ( sat ), называется sa turation . В этот момент ток базы максимален, как и ток коллектора. При насыщении переход коллектор-база больше не остается смещенным в обратном направлении, и нормальная работа транзистора теряется.

Если базовый ток больше I B ( sat ), то ток коллектора не может увеличиваться, поскольку переход коллектор-база больше не смещен в обратном направлении.

( iii ) Активный r регион. Область между отсечкой и насыщением известна как активная r область . В активной области переход коллектор-база остается смещенным в обратном направлении, а переход база-эмиттер остается смещенным в прямом направлении. Следовательно, в этой области транзистор будет нормально функционировать.

Примечание. Обеспечиваем смещение транзистора для обеспечения его работы в активной области. Читатель может найти подробное обсуждение смещения транзистора в следующей главе.

Резюме. Транзистор имеет два перехода pn т.е. ., это как бы два диода. Соединение между базой и эмиттером можно назвать эмиттером диодом. Соединение между основанием и коллектором может называться коллектором диод. Выше мы видели, что транзистор может находиться в одном из трех состояний: отсечка, насыщение и активно . Состояние транзистора полностью определяется состояниями эмиттерного и коллекторного диода [см. рис. выше]. Отношения между состояниями диода и состояниями транзистора:

CUT-OFF : Эмиттерный и коллекторный диоды ВЫКЛ.

АКТИВЕН : Эмиттерный диод ВКЛ и коллекторный диод ВЫКЛ.

НАСЫЩЕНИЕ :  Эмиттерный и коллекторный диоды ВКЛ.

В Active Состояние , ток коллекционера [см. Ниже рис. ( I )] — это β -времена базовый ток (, то есть I C = I B ). Если транзистор отсечка, нет тока базы, поэтому нет тока коллектора или эмиттера. То есть путь коллектор-эмиттер открыт [см. рис. ниже]

( ii )]. При насыщении коллектор и эмиттер фактически закорочены друг от друга. То есть транзистор ведет себя так, как если бы между коллектором и эмиттером был замкнут переключатель [см. рис. ниже ( iii )].

Примечание. Когда транзистор находится в активном состоянии, I C  = I B . Поэтому транзистор действует как усилитель при работе в активном состоянии. Средства усиления линейный усиление. На самом деле, малые усилители сигналов являются наиболее распространенными линейными устройствами .

Будьте первыми, кто получит эксклюзивный контент прямо на вашу электронную почту.

Обещаем не спамить. Вы можете отписаться в любое время.

Неверный адрес электронной почты

Категории Электронные устройства и схемы

2023 © Воспроизведение без явного разрешения запрещено. — Курсы PLC SCADA — Сообщество инженеров

аналог — Как транзистор может находиться в области отсечки?

спросил 1 год, 6 месяцев назад

Изменено 1 год, 6 месяцев назад

Просмотрено 1к раз

\$\начало группы\$

Представьте, что у нас есть NPN-транзистор и базовое напряжение Vb = 0 В. Как транзистор может оказаться в зоне отсечки?

Я начал с того, что предположил, что он находится в активной области, а затем рассчитал напряжение эмиттера Ve = -0,7, приняв Vbe = 0,7. В книге прямо упоминалось, что транзистор находится в зоне отсечки.

Кажется, я что-то упустил. Может ли кто-нибудь помочь мне с этой простой вещью?

• транзисторы
• аналог
• bjt
• npn

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Это один из тех случаев, когда желание учителя «упрощать» вместо этого оборачивается чрезмерным упрощением, которое затем приводит только к путанице и катастрофе.

Давайте на мгновение сосредоточимся на другом:

^{смоделируйте эту схему – схема, созданная с помощью CircuitLab на 6\:\text{V}\$? Есть ли вообще куда-нибудь, что \$-0,7\:\text{V}\$ может прибыть? Вы предполагаете, что сам BJT, \$Q_1\$, мог бы генерировать это как-то?}

Ответ, конечно же, заключается в том, что \$-0,7\:\text{V}\$ не может появиться на этой схеме. Вы не можете подключить BJT и ожидать, что он создаст напряжение, которое находится за пределами его мира . Как видите, он расположен в крошечном мире, который находится между \$0\:\text{V}\$ и \$6\:\text{V}\$. Нет возможности для \$-0.7\:\text{V}\$.

Что касается остального, как только вы признаете, что этого не может быть, просто задайте себе этот вопрос, «Если базовое напряжение равно \$0\:\text{V}\$, а другой конец \$R_2\$ также находится в точке \$0\:\text{V}\$, и если эмиттер должен находиться в между этими двумя напряжениями, то при каком напряжении находится эмиттер?»

Это должно быть очевидно.

Как только вы узнаете напряжение эмиттера, а также напряжение базы (которое, я уверен, вы уже знаете), вы сможете понять, почему биполярный транзистор находится в состоянии отсечки.

Да?

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Может ли эмиттер быть на -0,7 В, судя по вашей схеме? Если нет, то предположение, с которого вы начали, должно быть ложным.

Подсказка: относительно чего вы измеряли базовое напряжение в первую очередь? Помните, что измерение напряжения всегда представляет собой разность потенциалов между двумя узлами схемы. Транзистор «знает» только о напряжениях между его выводами.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Когда Vb равно 0 В, Vbe также равно 0 В. Без напряжения между базой и эмиттером не может быть тока базы. Следовательно, ток коллектора также равен 0 мА. Если ток коллектора отсутствует, то не может быть падения напряжения на резисторе 10k коллектора. Следовательно, оба конца резистора 10 кОм находятся под напряжением +6 В, и транзистор работает в области отсечки.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я начал с того, что предположил, что он находится в активной области, а затем вычислил Напряжение эмиттера Ve = -0,7, приняв Vbe = 0,7

Это хорошо, но разве в заголовке вашего вопроса не говорилось следующее: —

Как транзистор находится в зоне отсечки?

А потом ты сказал это: —

потом в книжке прямо упоминалось что Транзистор в Зона отсечки

Итак, почему вы устанавливаете напряжение база-эмиттер для активной области? Установите базовые и эмиттерные напряжения одинаковыми (например) для области отсечки.