BJTトランジスタは飽和状態でどのように機能しますか?

これは、NPN BJT(バイポーラ接合トランジスタ)について私が知っていることです。

  • ベース-エミッタ電流は増幅されたHFEです。コレクタ-エミッタでの時間。したがって、Ice = Ibe * HFE
  • Vbeは、ベース-エミッタ間の電圧です。どのダイオードも、通常は約0.65Vです。 Vecについては覚えていません。
  • Vbeが最小しきい値よりも低い場合は、トランジスタが開いていて、その接点に電流が流れていません(大丈夫、おそらく数µAのリーク電流ですが、それは関係ありません)

しかし、まだいくつか質問があります:

  • トランジスタが飽和しているときのトランジスタの動作
  • 以外の条件で、トランジスタを開いた状態にすることはできますか? div id = “e9ce0aed87″>

しきい値よりも低いですか?

さらに、この質問で私が犯した間違いを(回答で)自由に指摘してください。

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コメント

回答

飽和とは、ベース電流の増加によってコレクタ電流が増加しない(またはほとんど増加しない)ことを意味します。

飽和は、BE接合とCB接合の両方が順方向にバイアスされている場合に発生します。デバイスの低抵抗の「オン」状態。飽和を含むすべてのモードでのトランジスタの特性は、Ebers-Mollモデルから予測できます。

コメント

  • なぜですか?ソース?
  • しかし、BEとBCの両方が順方向にバイアスされている場合…ベース電流はコレクタとエミッタに電流を供給する必要があります…つまりIb = Ic + Ieであるため、ベースの変更が変更に影響する必要がありますin Ic …動作中のコレクターからベースが(概算で)分離される方法
  • @Kortuk: electronics.stackexchange.com/をご覧ください。質問/ 254391 / … お願いします、関連しています。
  • @ IncnisMrsi-共有していただきありがとうございます。私は実際にレオンに、より徹底的な答えを参照とともに含めるようにプッシュしようとしていました。これは、回答の質を向上させようとしていたときに意図されていました。
  • ここでは非常に紛らわしい疑問があります。 CB接合も順方向にバイアスされている場合、コレクタ電子もエミッタ電子の反対方向に拡散し始めます。それは電流を減らすはずですよね? 'は何が起こっていますか?

回答

あなたの\ $ I_ {CE} \ $ = \ $ I_ {BE} \ times h_ {FE} \ $は完全に正しくありません。この式は、十分なコレクタ電圧が与えられた場合のコレクタ電流 を示しています。飽和十分な電圧を与えないと起こります。したがって、飽和状態では、\ $ I_ {CE} \ lt I_ {BE} \ times h_ {FE} \ $です。または、逆に見ることもできます。つまり、回路が提供できるすべてのコレクタ電流を処理するために必要な量よりも多くのベース電流を供給しているということです。数学的に言えば、それは\ $ I_ {BE} \ gt I_ {CE} \ mathbin {/} h_ {FE} \ $です。

NPNのコレクタは電流シンクのように機能するため、外部回路が通過できる電流を十分に供給していない場合、コレクタ電圧は可能な限り低くなります。飽和したトランジスタのCEは通常約200mVですが、トランジスタの設計によって大きく異なる場合があります。

飽和のアーティファクトの1つは、トランジスタのオフが遅くなることです。ベースには余分な「未使用」の電荷があり、ドレインするのに少し時間がかかります。それはそれほどではありません。科学的で、半導体の物理学を大まかに説明しただけですが、「一次説明として頭に入れておくのに十分なモデルです。

興味深いのは、飽和トランジスタのコレクタが実際にはベースの下にあることです。電圧。これは、Schottkyロジックで有利に使用されます。Schottkyダイオードは、ベースからコレクタまでトランジスタに統合されています。ほぼ飽和状態にある場合、ベース電流を盗み、トランジスタを飽和の端に保ちます。トランジスタが完全に飽和していないため、オン状態の電圧は少し高くなります。トランジスタが飽和ではなく「線形」領域にあるため、オフ遷移が速くなるという利点があります。

回答

  1. 飽和すると、コレクタ電流はベース電流の\ $ h_ {FE} \ $倍ではなくなります。それは、回路の残りの部分に依存します(私はあなたが考えることができる最も単純なモデルについて話している)。飽和状態では、\ $ V_ {CE} \ $電圧はほぼ一定であると見なすことができ、\ $ V_ {CEsat} \ $と呼ぶことができます。たとえば、\ $ 0.2 \ mathrm V \ $あたりです。TYourBJTはBE接合とBC接合の両方がアクティブになると飽和します。これにより、\ $ I_C \ $電流が\ $ I_B h_ {FE} \ $未満に制限され、\ $ V_ {CE} \ $の電圧降下が\ $ V_ {に固定されます。 CEsat} \ $。

  2. 電流が流れていないのに、なぜBJTを開いた状態にしておくのが気になるのですか?パイプに水が入っていない状態で蛇口を開けるようなものです:D

コメント

  • なぜ私は気になりますか?ええと…私は'学習していて、'それらがどのように機能するかを理解しようとしています。:)
  • 理論上:)SATは両方の接合部が順方向にバイアスされることを意味するため、B、C、およびE電圧を強制してそのような条件を達成し、電流を強制しない場合、電流のないSATBJTがあります。私の知る限り、'どのような種類のアプリケーションもありません。

回答

エミッタ抵抗が接続されているということは、トランジスタが飽和状態になることを意味しますが、ベース抵抗とコレクタ抵抗は同じままです。回路を描いてベース電流を計算すると、良い結果が得られます。

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