深度剖析BJT晶体管的工作区域

晶体管是一种流行的三端半导体器件,用于开关和放大应用。我们今天使用的现代电子产品之所以成为可能,是因为晶体管在大幅减小电路板尺寸方面发挥了巨大作用。
bjt晶体管工作区域:
熟悉bjt晶体管的下一个重要事项是其工作区域。
晶体管可以在四个区域工作。工作区域决定了晶体管的应用。bjt晶体管的四个工作区域是
截止区域
饱和区域
活动区域
细分区域
上面提到的工作区域依赖于晶体管的三个重要参数。这些是集电极发射极电压vce,集电极电流ic和基极电流ib。控制这三个参数将使我们能够在所需区域使用晶体管。
截止区域:
这是晶体管将处于关闭或切断状态的区域。晶体管将允许电流从发射极流向集电极(实际电流),只有当基极到发射极电压vbe超过0.7v时,才会使基极电流流动。因此,当施加在基极和发射极的电压vbe小于0.7v并且没有电流流过基极时,晶体管被称为在截止区域工作。
上图将帮助您更好地理解这一点。上图中以粉红色突出显示的阴影区域表示截断区域。它表明基极电流为零,v be小于0.7v。即使集电极至发射极电压vce增加,晶体管仍将保持在截止区域。因此,当基极电流为零时,集电极至发射极电压vce的任何增加都不会以任何方式影响集电极电流,只要基极电流为零,晶体管就会处于关断状态。
在截止区域操作晶体管的条件
饱和区域:
晶体管的这个区域可以最好地描述为与截止区域相反。在截止区域,流经集电极和发射极的电流为零。然而,在饱和区域,最大电流将在没有任何调节的情况过集电极和发射极结。此最大电流取决于电源和负载的能力。设计人员有责任确保集电极电流ic不超过所用晶体管的最大额定电流。每个晶体管的额定值将承受一定的集电极电流,并且与晶体管型号和制造商不同。
如果您查看下图,蓝色阴影部分表示饱和区域。
要在饱和区基极端子中操作晶体管,应正向偏置,这意味着vbe》0.7v。这将迫使基极电流ib从发射极流向基极。该电流将影响下一个关键参数,即集电极发射极电压vce,并迫使晶体管在饱和区域工作。
当基极电流为零时,vce将等于施加的电压vcc。一旦基极电流开始流动,v ce将等于或小于vcesat,这是集电极发射极饱和电压。此vcesat的范围可能为0.1v至0.7v,具体取决于晶体管制造商和型号。v ce低于vcesat的原因是,当没有电流流过基极时,从发射极流向集电极的电流将为零。因此,集电极上的电压将最大或等于vcc。然而,当电流流过基极时,它会启动从发射极流向集电极的电流。此时将出现虚拟短路,因为电流从发射极流向集电极。
在饱和区操作bjt晶体管的条件:
活动区域:
这是存在于截止和饱和区域之间的区域。在饱和区,集电极电流将最大,但在有源区,集电极电流ic可由基极电流ib控制。这里,从发射极流向集电极端子的集电极电流将由基极电流ib控制。因此,当用户想要使用bjt晶体管作为放大器时,该区域将很有用。

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