Как мне насытить NPN-транзистор?

Я понимаю, что в «режиме насыщения» BJT функционирует как простой переключатель. Я использовал это до запуска светодиодов, но я не уверен, что я ясно понимаю, как я перевел транзистор в это состояние.

BJT становится насыщенным, поднимая Vbe выше определенного порога? Я сомневаюсь в этом, потому что BJT, как я понимаю, управляются током, а не напряжением.

BJT становится насыщенным, позволяя Ib превышать определенный порог? Если да, зависит ли этот порог от «нагрузки», подключенной к коллектору? Транзистор насыщен просто потому, что Ib достаточно высок, чтобы бета-транзистор больше не был ограничивающим фактором в Ic?

Подайте достаточный ток в основание, чтобы соединение база-коллектор стало смещено вперед. Сколько тока будет зависеть от типа транзистора. «насыщение» связано с тем, сколько из носителей заряда в базовой области может попасть в область коллектора. Некоторые из них поступят из базового терминала, но многие другие поступят в базовый регион из области эмиттера. Помимо определенной величины базового тока, просто не будет увеличения доступных носителей заряда, которые могут пересекать переход BC.

Транзистор переходит в насыщение, когда соединения базы-эмиттера и базы-коллектора смещены в прямом направлении. Таким образом, если напряжение коллектора падает ниже базового напряжения, а напряжение эмиттера ниже базового напряжения, тогда транзистор находится в состоянии насыщения.

Рассмотрим эту схему усилителя общего эмиттера. Если ток коллектора достаточно высок, то падение напряжения на резисторе будет достаточно большим, чтобы снизить напряжение коллектора ниже базового напряжения. Но обратите внимание, что напряжение на коллекторе не может быть слишком низким, потому что соединение база-коллектор будет тогда смещено в прямом направлении! Таким образом, у вас будет падение напряжения на переходе база-коллектор, но оно будет не обычным 0,7 В, а больше 0,4 В.

$V_{be}$$I_b$$V_{be}$$I_b$$I_c$$V_{CC}$

Последующий комментарий к вашему заявлению

BJT становится насыщенным, поднимая Vbe выше определенного порога? Я сомневаюсь в этом, потому что BJT, как я понимаю, управляются током, а не напряжением.

Существует несколько различных способов описания работы транзистора. Одним из них является описание взаимосвязи между токами в разных клеммах:

и т. д. Глядя на это таким образом, можно сказать, что ток коллектора контролируется базовым током .

Другой способ взглянуть на это - описать взаимосвязь между напряжением базы-эмиттера и током коллектора, который

Глядя на это таким образом, ток коллектора контролируется базовым напряжением .

Это определенно сбивает с толку. Это смущало меня надолго. Правда в том, что вы не можете отделить напряжение базового эмиттера от тока базы, потому что они взаимосвязаны. Так что оба мнения верны. Пытаясь понять конкретную схему цепи или конфигурацию транзистора, я нахожу, что обычно лучше всего выбрать ту модель, которую легче всего проанализировать.

Редактировать:

BJT становится насыщенным, позволяя Ib превышать определенный порог? Если да, зависит ли этот порог от «нагрузки», подключенной к коллектору? Транзистор насыщен просто потому, что Ib достаточно высок, чтобы бета-транзистор больше не был ограничивающим фактором в Ic?

$I_b$$V_{CC}$$R_C$$R_E$

BJT-транзистор будет насыщен в тот момент, когда Ic не будет следовать линейному соотношению:

$I_c = HFE * I_b$

Таким образом, все, что нам нужно сделать, это ограничить Ic от достижения этого значения.

$I_b$$I_b$$I_b$$I_c$$R_c$

$R_b$$R_c$$R_b=5K$

$I_b = (5-0.5)/5K ~= 1mA$

$I_c$$1mA * 50 = 50mA$$R_c$$I_c$

При использовании транзистора в качестве переключателя рекомендуется добавить дополнительный резистор (10 кОм) между базой и землей (для быстрого переключения и предотвращения утечки при условии, что BJT имеет тип NPN)

Насыщенность - это когда увеличение входа не приводит к увеличению выхода. В BJT это происходит потому, что на выходе достигнут максимальный ток проводимости.

Метод, который я разработал, чтобы гарантировать, что переключение BJT в режиме общего эмиттера принимается в насыщение, когда проводимость ...

Найдите в спецификации BJT его Ic (max) и hFE (min).

Рассчитайте необходимый базовый ток Ib как 5 x Ic (max) / hFE (min)

5 x - это персональный «коэффициент выдумки», позволяющий дополнительный базовый ток, чтобы обеспечить полное погружение BJT в насыщение.

Это предполагает простой случай: малый BJT при переключении режимов с общим эмиттером малой (скажем, <2 A) нагрузки низкой частоты (скажем, <50 кГц) с подходящим базовым источником тока. В противном случае необходимо рассмотреть дополнительные аналоговые условия, например, насыщение BJT даст хорошие характеристики переключения или MOSFET / и т.д. следует использовать вместо (Это выходит за рамки этого ответа, хотя.)

Я знаю, что это старый вопрос, но многие его все еще просматривают.

$i_C/i_B$

$h_{fe}$

$V_{BE}$

$V_{CEsat}$

$\beta$$V_{CEsat}$$I_{C}$

Бета-версия 0.1 редко бывает полезной или приемлемой, но в этом случае это так.

$R_{DSon}$

Существует два способа перевода транзистора в режим насыщения:

1) Использование резистора Rc: мы можем рассчитать максимальный ток (Ic), приняв Vce = 0. Ic (max) = Vcc / Rc

Вы можете найти соответствующий базовый ток (Ib) = Ic / (бета).

Транзистор будет в насыщении, если вы подадите базовый ток выше, чем рассчитанный базовый ток

2) Используя номинальный ток насыщения (Datasheet): вы можете применить базовый ток, который имеет тенденцию производить больший ток коллектора, чем указано в Datasheet.

$h_{FE}$$V_{BEsat}$$V_{CEsat}$$\beta$

$I_{C} \over h_{FE}$

$I_{C}$

Будьте осторожны, чтобы получить именно это усиление.

NPN BJT войдет в режим насыщения, когда Vcb опустится ниже некоторого значения. Sedra & Smith использует значение 0,4 В, но это будет зависеть от устройства.

Хотя я понятия не имею, зачем вам использовать BJT в качестве переключателя. МОП-транзисторы лучше подходят для этой задачи.