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今天給大家分享：如何判斷晶體管飽和？

• 如果你設(shè)計一個晶體管作為開關(guān)，那么這個晶體管就應(yīng)該在飽和和截止狀態(tài)下工作。
• 如果你使用晶體管作為線性電路或者放大器時，必須將晶體管設(shè)置在有源區(qū)內(nèi)。

不管是哪種情況，都需要通過進行計算、測量、模擬。這篇文章主要是關(guān)于如何判斷晶體管飽和。

通過實際測量可以判斷晶體管是否飽和：使用數(shù)字萬用表監(jiān)控警惕掛吧的集電極-發(fā)射極電壓51漫畫。

如果讀數(shù)低于0.3V，則晶體管處于飽和狀態(tài)。

晶體管的飽和電壓范圍為0.7V及以下，對于為硬飽和設(shè)計的電路，VCE會更低。下圖是測量電路中晶體管的集電極-發(fā)射極電壓的設(shè)置。

VCE 測量設(shè)置

但是這種方法并不是很實用，因為你需要搭建一個電路，然后買相應(yīng)的組件，耗時耗財51漫畫。

通過仿真，你可以確定電路的運行情況，你可以在集電極-發(fā)射極之間放置一個電壓探針，然后運行仿真。

1、假設(shè)電路處于飽和狀態(tài)

使用這種方法，我們先假設(shè)電路飽和，求解電路最大增益，將其與其間最小電流增益比較。

如果計算出的電路的最大增益小于器件的最小增益，則假設(shè)正確，晶體管工作飽和狀態(tài)，否則，以線性模式運行。

示例一：

1） 求解集電極電流

假設(shè)電路處于飽和狀態(tài)，因此集電極電流僅由集電極電阻 Rc 的值決定。

你也可以將晶體管的飽和電壓值包含在數(shù)據(jù)表中。如果集電極電流將為：

VCEsat 的范圍為 0.7V 及以下，具體取決于晶體管。這里不考慮集電極-發(fā)射極飽和電壓。

2）計算基極電流

由于Vbb值為10V，基極-發(fā)射極結(jié)肯定會正向偏置，基極電流為：

（BC817-25晶體管的VBE典型值為0.7V）

3）求解電路增益 (Beta)

4）將電路 Beta 與最小器件 Beta 進行比較

對于BC817-25晶體管，最小β為 160。因此計算出的最大β比最小器件β非常小，毫無疑問晶體管工作在飽和狀態(tài)。

如果滿足以下關(guān)系，晶體管就會飽和：

電路最大增益<<器件的最小增益

如果不包括 VCEsat，計算電路 beta 確實是最大的。如果該標準在沒有 VCEsat 的情況下成立，那么毫無疑問，在使用 VCEsat 的情況下該標準也將成立。不包含飽和電壓不會增加 BOM 成本，但可以為設(shè)計提供余量。

5）通過模擬驗證

從仿真結(jié)果來看，VCE僅為16mV左右。對于 BC817-25 晶體管，VCE 讀數(shù)低于 700mV 已被視為飽和。同時，集電極電流約為20mA。

示例二：

使用相同的電路，但將 Rb 更改為 200kΩ。

1）解集電極電流

2）計算基極電流

3）求解電路增益 (Beta)

4）將電路 Beta 與最小器件 Beta 進行比較

器件的最小增益<<電路最大增益

從結(jié)果來看，不滿足上述標準，因為 438.596 大于 160。因此，晶體管未飽和（線性操作）。

5）通過模擬驗證

從仿真結(jié)果來看，VCE約為4.6V，高于任何晶體管的VCEsat。

毫無疑問，電路處于活動模式。另一方面，集電極電流約為15mA。這是有源操作時電路上的實際電流。

我們上面計算的集電極電流 20mA 不是實際電流，因為電路沒有工作在飽和狀態(tài)。

在該方法中，當滿足以下條件時，計算出的集電極電流是實際電路集電極電流。

否則，必須使用線性分析重新計算計算出的集電極電流。

2、假設(shè)電路工作在線性區(qū)域

在這種方法中，假設(shè)晶體管的工作時線性的。如果電路確實工作在線性區(qū)，則必須滿足以下條件：

電路的最小VCE>器件的最大VCE

1）計算基極電流

2）計算集電極電流

假設(shè)操作最初是線性的，因此將使用設(shè)備 beta 來計算集電極電流。

在線性操作中，電路 beta 由器件 beta 決定。而且，我們現(xiàn)在要考慮最大器件 beta，因為可以提供最大集電極電流，使用 300 作為設(shè)備測試版。

3）計算最小電路 VCE

4）將最小電路 VCE 與器件 VCEsat 最大值進行比較

-2770V 遠低于BC817-25的最大VCEsat，約為0.7V。不滿足以下標準。因此，晶體管飽和。

【實際電路VCE不能為負，因為電路沒有負電源。負值將被鉗位至零伏的地電平。計算結(jié)果僅表明電路的飽和程度。】

以上就是今天的內(nèi)容，大家記得關(guān)注，給我點贊哦，歡迎大家在評論區(qū)留言，請各位大佬多多指教。

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