NPN transistörünü nasıl doyururum?

"Doygunluk modunda" BJT'nin basit bir anahtar işlevi gördüğünü biliyorum. Bunu LED'leri sürmeden önce kullandım, ancak transistörü bu duruma nasıl aldığımı net olarak anladığımdan emin değilim.

BJT, Vbe'yi belirli bir eşiğin üzerine yükselterek doygun hale gelir mi? Bundan şüpheliyim, çünkü BJT'ler, onları anladığım gibi, akım kontrollüdür, voltaj kontrollü değildir.

Ib'in belli bir eşiği geçmesine izin vererek BJT doygun hale gelir mi? Eğer öyleyse, bu eşik, kollektöre bağlı "yüke" bağlı mı? Bir transistör basitçe doymuş mu, çünkü Ib, transistörün beta değerinin artık Ic'deki sınırlayıcı faktör olmayacak kadar yüksek mü?

Baz toplayıcı kavşağı ileriye dönük olacak şekilde tabana yeterince akım sürün. Ne kadar akım transistörün türüne bağlı olacaktır. 'doygunluk', baz bölgedeki ücret taşıyıcılarının kaç tanesinin kolektör bölgeye girebileceği ile ilgilidir. Bazıları baz terminalden gelecek, ancak birçoğu yayıcı bölgeden baz bölgeye gelecek. Belli bir baz akımın ötesinde, BC kavşağını geçebilecek mevcut taşıyıcılarda bir artış olmaz.

Hem transistör hem de baz kolektör kavşakları temelde öne doğru bastırıldığında bir transistör doygunluğa girer. Bu nedenle, kolektör voltajı baz voltajın altına düşerse ve verici voltajı baz voltajın altına düşerse, transistör doygunluktadır.

Bu Yaygın Verici Amplifikatör devresini düşünün. Kolektör akımı yeterince yüksekse, direnç boyunca voltaj düşüşü, kolektör voltajını taban voltajının altına düşürecek kadar büyük olacaktır. Ancak kollektör voltajının çok düşük olamayacağına dikkat edin, çünkü taban kolektör kavşağı ileriye doğru eğilimli bir diyot gibi olacak! Böylece, taban-kolektör kavşağında bir voltaj düşmesi olacak, ancak normal 0.7V olmayacak, daha çok 0.4V gibi olacaktır.

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

İfadenize ilişkin bir yorum yorumu

BJT, Vbe'yi belirli bir eşiğin üzerine yükselterek doygun hale gelir mi? Bundan şüpheliyim, çünkü BJT'ler, onları anladığım gibi, akım kontrollüdür, voltaj kontrollü değildir.

Transistörün çalışmasını tanımlamanın birkaç farklı yolu vardır. Birincisi, farklı terminallerdeki akımlar arasındaki ilişkiyi tanımlamaktır:

Bu şekilde bakarak, kollektör akımının baz akım tarafından kontrol edildiğini söyleyebilirsiniz .

Buna bakmanın başka bir yolu, baz-verici voltajı ile kolektör akımı arasındaki ilişkiyi tanımlamak olacaktır.

Bu şekilde bakıldığında, kolektör akımı, baz voltajı tarafından kontrol edilir .

Bu kesinlikle kafa karıştırıcı. Uzun zamandır kafam karıştı. Gerçek şu ki, baz-verici voltajını baz akımdan gerçekten ayıramazsınız, çünkü bunlar birbirleriyle ilişkilidir. Yani her iki görüş de doğru. Belirli bir devre veya transistör konfigürasyonunu anlamaya çalışırken, sadece hangi modelin analiz etmeyi en kolay hale getirdiğini seçmenin en iyisi olduğunu düşünüyorum.

Düzenle:

Ib'in belli bir eşiği geçmesine izin vererek BJT doygun hale gelir mi? Eğer öyleyse, bu eşik, kollektöre bağlı "yüke" bağlı mı? Bir transistör basitçe doymuş mu, çünkü Ib, transistörün beta değerinin artık Ic'deki sınırlayıcı faktör olmayacak kadar yüksek mü?

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

BJT transistörü, Ic'nin aşağıdaki doğrusal ilişkiyi izlemeyeceği anda doyurulacaktır:

$I_c = HFE * I_b$

Dolayısıyla tüm yapmamız gereken, Ic'nin bu değere ulaşmasını sınırlamaktır.

$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$

Transistörün bir anahtar olarak kullanılması durumunda, taban ile toprak arasına ek direnç (10K) eklenmesi önerilir (BJT'nin NPN tipi olması şartıyla hızlı anahtarlama ve sızıntı önleme için)

Doygunluk, girdideki bir artışın çıktıda bir artış yaratmadığı durumdur. BJT'de, bunun nedeni, çıkışın maksimum akım iletkenliğine ulaşmış olmasıdır.

Ortak verici modunda bir anahtarlama BJT'sinin iletkenlik sırasında doygunluğa alınmasını sağlamak için tasarladığım yöntem ...

BJT'nin veri sayfasında Ic (maks) ve hFE (min) bulun.

Gerekli taban akımını Ib 5 x Ic (maks) / hFE (dak) olarak hesaplayın

5 x, BJT'nin doygunluğa tamamen itilmesini sağlamak için ek baz akımına izin veren kişisel bir "fudge faktörüdür".

Bu basit bir durum varsaymaktadır: ortak verici modundaki küçük bir BJT, küçük anahtarlama (örneğin <2 A), yetenekli bir temel akım kaynağına sahip düşük bir frekans (<<50 kHz) yükler. Aksi taktirde, BJT'yi doygun hale getirmek iyi bir anahtarlama performansı verecek mi yoksa bir MOSFET / etc mi? yerine kullanılmalıdır. (Bu olsa da, bu cevabın kapsamı dışında.)

Bunun eski bir soru olduğunu biliyorum ama birçok insan hala bunu görüyor.

$i_C/i_B$

$h_{fe}$

$V_{BE}$

$V_{CEsat}$

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

0.1'lik bir beta nadiren faydalı veya kabul edilebilir olurdu, ancak bu durumda öyleydi.

$R_{DSon}$

Transistörün doygunluk moduna getirilmesinin iki yolu vardır:

1) Rc direncinin kullanımı: Vce = 0 olarak kabul ederek maksimum akımı (Ic) hesaplayabiliriz. Ic (max) = Vcc / Rc

karşılık gelen temel akımı bulabilirsiniz (Ib) = Ic / (beta).

Transistör hesaplanan baz akımın üstünde ve sonrasında büyük akım uygularsanız doygun olacaktır.

2) Nominal doygunluk akımı kullanarak (Veri Sayfası): Daha sonra veri sayfasında belirtilen daha büyük toplayıcı akımı üretme eğiliminde olan baz akımı uygulayabilirsiniz.

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

Şimdi kolayca olan temel akımı hesaplayabilirsiniz$I_{C} \over h_{FE}$

$I_{C}$

Dikkatli ol, bu kazanç istediğin gibi olsun.

VPN bazı değerlerin altına düşerse NPN BJT doygunluk moduna girecektir. Sedra & Smith, 0.4V değerini kullanır, ancak bu aygıta bağlı olacaktır.

Yine de BJT'yi neden anahtar olarak kullanmak istediğinizi bilmiyorum. MOSFETS bu görev için daha uygundur.