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Transistor gesättigt:Was es ist und wie man es identifiziert

Ein Transistor gesättigt

Quelle:Wikiwand

Transistor gesättigt? Was bedeutet das? Nun, dieser Begriff kann nur sinnvoll sein, wenn Sie ein Designer oder Ingenieur sind, der sich mit Transistorschaltern gut auskennt.

Wenn nicht, werden wir es aufschlüsseln.

Wenn Sie mit Geräten mit niedrigem Gleichstrom arbeiten, ist es normal, sie aus- oder einzuschalten. Und Sie können dies erreichen, indem Sie Transistorschalter verwenden. Aber der Transistor muss in einem gesättigten Zustand sein, um das DC-Gerät ein- oder auszuschalten.

Später in diesem Artikel werden wir mehr zu diesem Thema besprechen, Ihnen die Betriebsmodi, Berechnungen und mehr zeigen.

Fangen wir also an!

Was ist Transistorsättigung?

BD135-Transistorsättigung

Quelle:Wikimedia Commons

Sättigung tritt auf, wenn ein System seinen Schwellenwert oder Maximalwert erreicht. Ein Transistor arbeitet also in einem gesättigten Bereich, wenn der Strom den höchsten spezifizierten Wert erreicht.

Wenn Sie zum Beispiel Flüssigkeit in ein Glas gießen, bis es den Rand erreicht, befindet es sich in einem gesättigten Zustand. Und das liegt daran, dass der Spiegel nicht mehr trinken kann. Wenn Sie die Konfiguration eines Transistors ändern, ändert sich auch schnell sein Sättigungspegel.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass das Gerät beim Konfigurieren von Transistoren nicht seinen Sättigungspunkt erreicht. Und das liegt daran, dass der Basiskollektor nicht im Sperrmodus bleibt. Dadurch kommt es zu Verzerrungen in den Ausgangssignalen.

Was sind die Betriebsmodi?

Transistoren arbeiten in vier verschiedenen Modi, da sie nichtlineare Geräte sind. Und die Modi zeigen den Strom, der durch sie fließt (d. h. vom Kollektor eines NPN zum Emitter).

NPN-Transistor

Wenn Sie den Modus eines Transistors kennen möchten, müssen Sie außerdem auf die Beziehung und die Spannungen der drei Pins achten.

Also VBC ist die Spannung, die sich von der Basis zum Kollektor bewegt, und die VBE bezieht sich auf den Strom, der vom Boden zum Emitter fließt. Zu den Betriebsmodi gehören jedoch:

Sättigungsmodus

Wenn sich ein Transistor im Sättigungsmodus befindet, ist er „Ein“. Außerdem verhält es sich wie ein Kurzschluss zwischen Kollektor und Emitter.

NPN-Emitter

Quelle:Wikimedia Commons

Außerdem bewirkt dieser Modus, dass die Dioden des Transistors in Vorwärtsrichtung vorgespannt werden. Und vorwärts vorgespannt ist, wenn die VBE und VBC sind mehr als null. Außerdem bedeutet es, dass VB ist höher als VC und VE .

Mit anderen Worten, damit ein Transistor in die Sättigung eintritt, ist die VBE muss höher sein als die Schwellenspannung. Sie können den Spannungsabfall mit einigen Abkürzungen wie Vd darstellen , Vth usw., und der Wert unterscheidet sich zwischen Transistoren und sogar Temperatur.

Bei Raumtemperatur können wir also abschätzen, dass viele Transistoren einen Spannungsabfall von etwa 0,6 V haben.

Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass Sie möglicherweise keine hervorragende Leitung zwischen Kollektor und Emitter haben. Als Ergebnis werden Sie einen kleinen Spannungsabfall an den Knoten bemerken.

Hersteller geben diese Spannung in Transistordatenblättern oft als VCE(sat) an (CE-Sättigungsspannung). Und Sie können VCE(Sat) definieren als die Spannung vom Kollektor zu einem Emitter, die die Transistoren zur Sättigung benötigen.

Der Wert von VCE(Sat) reicht von 0,05 – 0,2 V. Und der Deal zeigt, dass VC muss etwas höher als VE sein damit der Transistor in den Sättigungsmodus wechselt. Plus, VC und VE muss kleiner als VB sein .

Reverse-Active

Der umgekehrt aktive Modus tritt auf, wenn ein Transistor verstärkt und leitet, aber der Strom sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt (vom Emitter zum Kollektor).

Transistorverstärker

Quelle:Wikimedia Commons

Damit ein Transistor im Rückwärtsmodus inaktiv ist, sollte die Spannung am Emitter höher sein als an der Basis. Und diese Spannung muss größer sein als der Kollektor. Mit anderen Worten, VC B E .

Außerdem ist es nicht einfach zu sehen, wie Hersteller den aktiven Reverse-Modus für eine Anwendung entwerfen. Und das liegt daran, dass dieses Modell keinen Transistor ansteuert.

Aktiv

Die VBC des Transistors und VBE muss in diesem Modus schädlich bzw. größer als Null sein. Außerdem bedeutet dies, dass die Basisspannung höher als der Emitter, aber niedriger als der Kollektor sein muss.

Also muss der Kollektor höher sein als der Emitter, also VC>VB>VE . Interessanterweise ist dieses Modell der stärkste Modus des Transistors, da es das Gerät in einen Verstärker verwandelt.

Daher steigt der Strom, der in den Basisstift fließt. Dadurch verlässt der Wind, der sich in den Kollektor bewegt, den Emitter.

Ic =bIB

Wo:

Ic =Kollektorstrom

b =Verstärkungsfaktor

IB =Basisstrom

Grenze

Dieser Modus tritt auf, wenn der Transistor ausgeschaltet ist – was das Gegenteil von Sättigung ist. In diesem Modus ähnelt der Transistor also einem offenen Stromkreis, da es keinen Kollektor- und Emitterstrom gibt.

Wie bringt man einen Transistor in diesen Modus? Sie können dies tun, indem Sie sicherstellen, dass die Emitter- und Kollektorspannungen signifikanter sind als die Basisspannung. Mit anderen Worten, die Werte von VBE und VBC muss negativ sein.

Sie können den Abschaltmodus wie folgt darstellen:

VC> VB

VE>VB

Es ist wichtig zu beachten, dass wir im gesamten Artikel auf Transistoren im NPN-Modus verwiesen haben. Für den PNP-Transistor haben Sie also die entgegengesetzte Charakteristik des NPN. Beispielsweise fließt im Sättigungsmodus von PNP-Transistoren Strom vom Emitter zum Kollektor.

Zum besseren Verständnis können Sie auch auf die folgende Tabelle verweisen:

NPN-MODUS SPANNUNGSBEZIEHUNGEN PNP-MODUS
Rückwärts VE> VB> VC Aktiv
Grenze VE> VB < VC Sättigung
Sättigung VE B> VC Grenzwert
Aktiv VE B < VC Rückwärts

So berechnen Sie die Transistorsättigung

Es ist einfach, die Transistorsättigung zu berechnen, wenn es eine Kurve gibt, die Sie studieren können. Wenn Ihre Kurve also zeigt, dass der Spannungspegel bei 0 V liegt, während der Strom relativ höher ist, verwenden Sie das Ohmsche Gesetz.

Auf diese Weise können Sie den Widerstand zwischen den Pins (Kollektor und Emitter) des Transistors wie folgt bestimmen:

RCE =VCE 0 V

—— =—— =0 W

IC IC(Sat)

Was ist, wenn Sie den ungefähren Sättigungskollektorstrom für einen Transistor in einer Schaltung bestimmen müssen? Sie erhalten dies, indem Sie einen entsprechenden Kurzschlusswert über dem CE (Kollektor-Emitter) des Geräts annehmen. Dann setzen Sie es in die obige Formel ein. Sie können VCE setzen als 0V und berechnen für VCE(Sat) .

Wenn die Schaltung eine Konfiguration mit fester Vorspannung hat, können Sie sich auch für einen Kurzkurs bewerben. Folglich ist RC (Spannung über) gleich VCC . Und Sie können die Bedingung wie unten ausdrücken.

Woher wissen Sie, ob ein Transistor gesättigt ist?

Einen Transistor in Sättigung zu betreiben ist nicht einfach, aber möglich. Außerdem ist es wichtig, Ihren Betrieb innerhalb des aktiven Bereichs einzustellen, wenn Sie Ihren transistorähnlichen Verstärker betreiben möchten. Hier sind bewährte Methoden, um einen gesättigten Transistor zu erkennen:

1. Durch eine tatsächliche Messung

2. Simulation durchführen – eine bessere Methode als die vorherige

3. Berechnung – eine alte Methode, die billig und unbegrenzt ist. Sie können diese Methode unter anderem anwenden, indem Sie davon ausgehen, dass die Schaltung gesättigt ist. Lösen Sie damit nach dem maximalen Gewinn des Kurses. Beziehen Sie es dann auf den minimalen aktuellen Fortschritt des Geräts.

Abschluss

In Wirklichkeit gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie Sie einen gesättigten Transistor identifizieren können. Schließlich funktioniert ein Transistor nur so als Schalter, um eine niedrige Gleichspannung zu regulieren.

Außerdem verfügt es über vier Betriebsmodi, und die Bedingungen unterscheiden sich für NPN- und PNP-Transistoren. Haben Sie Fragen oder Bedenken zu gesättigten Transistoren? Bitte zögern Sie nicht uns zu kontaktieren.


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