En transistor går in i mättnad när både bas-emitter- och baskollektorkorsningar är i princip förspända. Så om kollektorspänningen sjunker under basspänningen och emitterspänningen är under basspänningen, är transistorn mättad.

Tänk på den här gemensamma emitterförstärkarkretsen. Om kollektorströmmen är tillräckligt hög, kommer spänningsfallet över motståndet att vara tillräckligt stort för att sänka kollektorspänningen under basspänningen. Men observera att kollektorspänningen inte kan gå för lågt, eftersom baskollektorövergången då blir som en framåtriktad diod! Så du kommer att få ett spänningsfall över baskollektorövergången men det kommer inte att vara den vanliga 0,7V, det kommer att vara mer som 0,4V.

Hur tar du det ur mättnad? Du kan minska mängden basenhet till transistorn (antingen minska spänningen \ $ V_ {be} \ $ eller minska ström \ $ I_b \ $), vilket sedan minskar kollektorströmmen, vilket innebär att spänningsfallet över kollektormotståndet kommer också att minskas. Detta bör öka spänningen vid kollektorn och agera för att få transistorn ur mättnad. I det "extrema" fallet är det här som görs när du stänger av transistorn. Basenheten tas bort helt. \ $ V_ {be} \ $ är noll och så är \ $ I_b \ $. Därför är \ $ I_c \ $ också noll, och kollektormotståndet är som en pull-up, vilket tar upp kollektorspänningen till \ $ V_ {CC} \ $.

En uppföljningskommentar om ditt uttalande

Blir en BJT mättad genom att höja Vbe över en viss tröskel? Jag tvivlar på detta, för BJT: er, som jag förstår dem, är strömstyrda, inte spänningsstyrda.

Det finns ett antal olika sätt att beskriva transistordrift. En är att beskriva förhållandet mellan strömmar i de olika terminalerna:

$$ I_c = \ beta I_b $$

$$ I_c = \ alpha I_e $$

$$ I_e = I_b + I_c $$

etc. Om du tittar på det på det här sättet kan du säga att kollektorströmmen styrs av basen ström.

Ett annat sätt att titta på det skulle vara att beskriva förhållandet mellan basemitter spännings- och kollektorström, vilket är

$$ I_c = I_s e ^ {\ frac {V_ {be}} {V_T}} $$

Ser man på det här sättet, samlarström styrs av basen spänning.

Detta är definitivt förvirrande. Det förvirrade mig länge. Sanningen är att du inte riktigt kan skilja bas-emitter-spänningen från basströmmen, eftersom de är inbördes relaterade. Så båda åsikterna är korrekta. När jag försöker förstå en viss krets- eller transistorkonfiguration, tycker jag att det vanligtvis är bäst att bara välja vilken modell som gör det enklast att analysera.

Redigera:

Blir en BJT mättad genom att låta Ib gå över ett visst tröskelvärde? Om så är fallet, beror detta tröskelvärde på "belastningen" som är ansluten till samlaren? Är en transistor mättad helt enkelt för att Ib är tillräckligt hög för att transistorns beta inte längre är den begränsande faktorn i Ic?

Den djärva delen är i princip exakt rätt. Men tröskeln \ $ I_b \ $ är inte inneboende för en viss transistor. Det beror inte bara på själva transistorn utan på konfigurationen: \ $ V_ {CC} \ $, \ $ R_C \ $, \ $ R_E \ $, etc.

Kör tillräckligt med ström in i basen så att baskollektorövergången blir förspänd framåt. Hur mycket ström beror på typen av transistor. 'mättnad' har att göra med hur många laddningsbärare i basregionen som kan göra det till samlarregionen. Vissa kommer från basterminalen, men många fler kommer till basområdet från emitterregionen. Utöver en viss basström kommer det bara inte att öka de tillgängliga laddningsbärarna som kan korsa B-C-korsningen.

BJT-transistorn kommer att mättas i det ögonblick som Ic inte följer den linjära relationen mellan:

\ $ I_c = HFE * I_b \ $.

Således är allt vi behöver göra att begränsa Ic från att nå detta värde.

Eftersom \ $ I_b \ $ bestäms av värdet på motståndet anslutet till basen och drivspänningen i dess andra ände , det är lätt att tvinga \ $ I_b \ $ till vilket värde som helst. När \ $ I_b \ $ bestäms beräknar du den teoretiska \ $ I_c \ $ och ställer in \ $ R_c \ $ för att minska den (säg med 5-8) för att komma in i mättningszonen och förhindra att den följer det linjära förhållandet.

Till exempel: \ $ R_b \ $ är ansluten till 5V och \ $ R_c \ $ (bara för att göra det intressant) till 12V. Supose HFE = 50. Om vi ​​ställer in \ $ R_b = 5K \ $ då

\ $ I_b = (5-0.5) / 5K ~ = 1mA \ $

Detta innebär att \ $ I_c \ $ blir \ $ 1mA * 50 = 50mA \ $. Om vi ​​nu ställer in \ $ R_c \ $ till cirka 2K kommer detta att begränsa \ $ I_c \ $ till mindre än 6mA, ett värde nästan 10 gånger mindre än det linjära området och transistorn kommer att vara mättad.

Om du använder transistorn som en omkopplare rekommenderas att du lägger till ytterligare motstånd (10K) mellan basen och marken (för snabb växling och läckage förebyggande, förutsatt att BJT är NPN-typ)

Mättnad är när en ökning av ingången inte ger en ökning av utdata.I en BJT skulle detta bero på att utgången har nått sin maximala strömledning.

Metoden jag designar med för att säkerställa att en växlande BJT i common-emitter-läge tas till mättnad när ledning är ...

Hitta i BJT: s datablad dess Ic (max) och hFE (min).

Beräkna den nödvändiga basströmmen Ib som 5 x Ic (max) / hFE (min)

5 x är en personlig "fudge-faktor", vilket tillåter ytterligare basström för att säkerställa att BJT trycks helt in i mättnad.

Detta förutsätter ett enkelt fall: en liten BJT i vanligt emitterläge växlar liten (säg <2 A) laddar en låg frekvens (säg <50 kHz) med en kapabel basströmkälla.Annars finns det ytterligare analoga förhållanden att överväga, till exempel om mättnad av BJT ger bra omkopplingsprestanda eller om en MOSFET / etc.bör användas istället.(Det är dock utanför räckvidden för detta svar.)

Jag vet att det här är en gammal fråga, men många tittar fortfarande på den.

Ett annat sätt att veta om din transistor är mättad är att titta på förhållandet \ $ i_C / i_B \ $. Denna parameter kallas "tvungen beta." Tvingad beta kan betraktas som det beta-värde som krävs för transistorns nuvarande tillstånd.

Om du upptäcker att värdet på den tvingade beta är lägre än värdet på beta (\ $ h_ {fe} \ $), då vet du att du är i mättnad, för i den aktiva regionen skulle du använda det "fulla" värdet av beta.

Detta sätt är användbart när du inte vet värdet på \ $ V_ {BE} \ $.

Det är värt att notera att i den "verkliga världen" är mättnad INTE ett enda väldefinierat tillstånd. När du använder ökande basström \ $ V_ {CEsat} \ $ kommer att fortsätta att sjunka för en given kollektorström.

"För länge sedan" använde jag en bipolär transistor för att växla en spänningsdelare. Transistorns mättnadsspänning påverkade delarens utspänning. Jag använde en transistor med hög förstärkning (troligen BC 817-40 med en \ $ \ beta \ $ på ~ = 400) och en basströmmenhet på cirka tio gånger samlaren ström - dvs "tvingad beta" på 0,1. Detta reducerade \ $ V_ {CEsat} \ $ till några mV jämfört med 10-talet mV som vanligtvis ses vid låga \ $ I_ {C} \ $.

En beta på 0,1 skulle sällan vara användbar eller acceptabel , men i det här fallet var det.

Numera skulle jag använda en lämplig låg \ $ R_ {DSon} \ $ MOSFET för omkopplaren.

Det finns två sätt att sätta transistorn i mättnadsläge:

1) Användning av Rc-motstånd: vi kan beräkna maxström (Ic) genom att anta Vce = 0. Ic (max) = Vcc / Rc

kan du hitta motsvarande basström (Ib) = Ic / (beta).

Transistorn blir mättad om du använder basström som är större än ovan beräknad basström

2) Genom att använda nominell mättnadsström (datablad): Du kan använda basström som tenderar att producera större kollektorström anges sedan i datablad

Att mätta en transisor beror också på dess datablad. Du måste hitta ett diagram med en icke-linjär \ $ h_ {FE} \ $ inklusive \ $ V_ {BEsat} \ $ och \ $ V_ {CEsat} \ $ och använda den \ $ \ beta \ $ för dina beräkningar.

Nu kan du enkelt beräkna basströmmen som är \ $ I_ {C} \ över h_ {FE} \ $ och basbehovet motstånd som är

$$ R_ {B} = { (V_ {B} - V_ {BE}) \ över I_ {B}} $$

Leta efter en annan graf som visar påverkan av \ $ I_ {C} \ $ på DC-förstärkningen.

Var försiktig så att denna vinst är den du vill ha.

NPN BJT går in i mättnadsläget när Vcb understiger något värde. Sedra&Smith använder värdet 0,4V, men detta kommer att bero på enheten.

Men jag har ingen aning om varför du vill använda BJT som switch. MOSFETS passar bättre för den här uppgiften.