Folgendes weiß ich über NPN-BJTs (Bipolar Junction Transistors):
- Der Basis-Emitter-Strom wird am Kollektor-Emitter HFE-mal verstärkt, so dass
Ice = Ibe * HFE
Vbe
ist die Spannung zwischen Basis-Emitter und liegt, wie bei jeder Diode, normalerweise bei 0,65V. Ich erinnere mich aber nicht daranVec
.- Wenn
Vbe
niedriger als der Mindestschwellenwert ist, ist der Transistor offen und es fließt kein Strom durch einen seiner Kontakte. (okay, vielleicht ein paar µA Leckstrom, aber das ist nicht relevant)
Ich habe aber noch ein paar Fragen:
- Wie funktioniert der Transistor, wenn er gesättigt ist ?
- Ist es möglich, den Transistor in einem geöffneten Zustand zu halten, wenn er
Vbe
nicht unter dem Schwellenwert liegt?
Außerdem können Sie (in Antworten) auf Fehler hinweisen, die ich in dieser Frage gemacht habe.
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Antworten:
Sättigung bedeutet einfach, dass eine Erhöhung des Basisstroms keine (oder nur sehr geringe) Erhöhung des Kollektorstroms zur Folge hat.
Die Sättigung tritt auf, wenn sowohl der BE- als auch der CB-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt sind. Dies ist der niederohmige Ein-Zustand des Geräts. Die Eigenschaften des Transistors in allen Modi, einschließlich der Sättigung, können aus dem Ebers-Moll-Modell vorhergesagt werden.
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Da der Kollektor eines NPN wie eine Stromsenke wirkt und der externe Stromkreis in der Sättigung nicht so viel Strom abgibt, wie er passieren könnte, wird die Kollektorspannung so niedrig wie möglich. Ein gesättigter Transistor hat normalerweise etwa 200 mV CE, aber das kann auch stark vom Design des Transistors und dem Strom abhängen.
Ein Artefakt der Sättigung ist, dass der Transistor langsam ausschaltet. Es gibt zusätzliche "unbenutzte" Ladungen in der Basis, deren Entleerung einige Zeit in Anspruch nimmt. Das ist nicht sehr wissenschaftlich und die Halbleiterphysik nur grob beschrieben, aber es ist ein Modell, das gut genug ist, um es als Erklärung erster Ordnung in Erinnerung zu behalten.
Interessant ist, dass der Kollektor eines gesättigten Transistors tatsächlich unter der Basisspannung liegt. Dies wird in der Schottky-Logik vorteilhaft genutzt. In den Transistor ist von der Basis bis zum Kollektor eine Schottky-Diode integriert. Wenn der Kollektor fast in Sättigung ist und auf Low-Pegel geht, stiehlt er den Basisstrom, wodurch der Transistor am Rand der Sättigung bleibt. Die Spannung im eingeschalteten Zustand ist etwas höher, da der Transistor nicht vollständig gesättigt ist. Der Vorteil ist, dass es den Ausschaltübergang schneller macht, da sich der Transistor im "linearen" Bereich anstatt in der Sättigung befindet.
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Warum ist es Ihnen wichtig, dass Ihr BJT geöffnet ist, wenn kein Strom fließt? Es ist, als hätte man einen offenen Hahn ohne Wasser in der Leitung: D
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Der angeschlossene Emitterwiderstand bedeutet, dass der Transistor in die Sättigung geht, aber der Basiswiderstand und der Kollektorwiderstand bleiben gleich. Wenn Sie eine Schaltung zeichnen und den Basisstrom berechnen, erhalten Sie ein gutes Ergebnis.
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