Čo je to saturácia tranzistora

V predchádzajúcom príspevku sme sa dozvedeli Zaujatosť BJT , v tomto článku sa dozvieme, čo je to saturácia tranzistora alebo BJT a ako rýchlo určiť hodnotu pomocou vzorcov a praktických hodnotení.

Čo je to saturácia tranzistora

Pojmom nasýtenie sa označuje akýkoľvek systém, v ktorom úrovne špecifikácie dosiahli maximálnu hodnotu.

O tranzistore sa dá povedať, že pracuje v rámci svojej saturačnej oblasti, keď aktuálny parameter dosiahne maximálnu špecifikovanú hodnotu.

Môžeme si vziať príklad úplne vlhkej špongie, ktorá môže byť v nasýtenom stave, keď v nej nie je miesto na zadržiavanie ďalšej tekutiny.

Úprava konfigurácie môže mať za následok rýchlu zmenu úrovne nasýtenia tranzistora.

Z tohto dôvodu bude maximálna úroveň nasýtenia vždy rovnaká ako maximálny kolektorový prúd zariadenia, ako je uvedené v údajovom liste zariadenia.

V konfiguráciách tranzistorov je normálne zaistené, že zariadenie nedosiahne svoj bod nasýtenia, pretože v tejto situácii základný kolektor prestane byť v režime spätného predpätia, čo spôsobí skreslenie výstupných signálov.

Prevádzkový bod v rámci oblasti nasýtenia môžeme vidieť na obrázku 4.8a. Všimnite si, že ide o konkrétnu oblasť, kde je spoj charakteristických kriviek s napätím kolektora-emitoru nižší ako VCEsat alebo na rovnakej úrovni. Kolektorový prúd je tiež porovnateľne vysoký na charakteristických krivkách.

Ako vypočítať úroveň saturácie tranzistora

Porovnaním a spriemerovaním charakteristických kriviek na obrázkoch 4.8a a 4.8b sme schopní prípadne dosiahnuť rýchlu metódu stanovenia úrovne nasýtenia.

Na obrázku 4.8b vidíme, že súčasná úroveň je relatívne vyššia, zatiaľ čo úroveň napätia je na 0V. Ak tu použijeme Ohmov zákon, sme schopní vypočítať odpor medzi kolíkmi kolektora a vysielača BJT nasledujúcim spôsobom:

Praktickú implementáciu návrhu vyššie uvedeného vzorca možno vidieť na obrázku 4.9 nižšie:

To znamená, že kedykoľvek je potrebné rýchlo vyhodnotiť približný saturačný kolektorový prúd pre danú BJT v obvode, môžete jednoducho predpokladať ekvivalentnú hodnotu skratu cez kolektorový vysielač zariadenia a potom ju použiť vo vzorci na získanie približného kolektorový saturačný prúd. Zjednodušene povedané, priraďte VCE = 0V a potom môžete VCEsat ľahko vypočítať.

V obvodoch s konfiguráciou s pevným predpätím, ako je znázornené na obr. 4.10, je možné použiť skrat, ktorý môže viesť k napätiu cez RC rovnému napätiu Vcc.

Saturačný prúd vyvíjajúci sa za vyššie uvedených podmienok je možné interpretovať nasledujúcim výrazom:

Riešenie praktického príkladu na nájdenie saturačného prúdu BJT:

Ak porovnáme vyššie uvedený výsledok s výsledkom, ktorý sme získali na konci roku 2006 tento príspevok , zistíme, že výsledok I CQ = 2,35 mA je oveľa nižší ako vyššie uvedených 5,45 mA, čo naznačuje, že za normálnych okolností nie sú BJT nikdy prevádzkované v úrovni saturácie v obvodoch, ale pri oveľa nižších hodnotách.