Условия обеспечения статических состояний

Ключевой режим биполярного транзистора.

Главная особенность такого режима состоит в том, что под воздействием входного сигнала транзистор находится либо в режиме насыщения (Uкэ≈0), либо в режиме отсечки (Iк≈0). При этом реализуется только два состояния: «включено» и «выключено», т.е. обеспечивается только два дискретных значения: «0» и «1» (По аналогии с двоичным счислением).

АВ – активный режим (область II)

Открытое состояние: - насыщение;

Закрытое состояние: - отсечка

Включенное состояние Выключенное состояние

Запирание транзистора требует обратных напряжений на переходах КБ и БЭ.

Однако, транзистор будет считаться выключенным (режим пассивного запирания), если напряжение 0<UБэ<Uпор, где Uпор – это прямое напряжение на БЭ, при котором практически отсутствует ток базы, а значит и Iк.

В выключенном состоянии Iк0, протекая через RБ создает на RБ падение напряжения UrБ, которое является прямым для перехода БЭ. Поэтому очевидно, что запертое состояние транзистора Т обеспечивается при условии UrБ<Uпор, но UrБ=Iк0*RБ, следовательно

Iк0*RБ<Uпор

Условием запирания транзистора при любой температуре [] будет выполнение требований к RБ:

- для режима пассивного запирания.

Однако, режим пассивного запирания является недостаточно надежным в ряде случаев.

Поэтому на практике при запирании транзистора применяется режим глубокой отсечки, при котором:

UБэ<0.

Это требует подачи напряжения Uзап на переход БЭ (например, по следующей схеме).

Условием режима глубокой отсечки будет:

-для режима глубокой отсечки.

Поскольку Iк0 существует при любой температуре, то это приводит к тому, что в закрытом состоянии Uкэз≠Ек:

Вторым устойчивым состоянием транзистора является режим насыщения открытого транзистора, при котором оба p-n перехода смещены в прямом направлении.

В соответствии с зависимостью Iк=β*IБ, при росте IБ растет и Iк. Однако, этот рост Iк не может быть безграничным, т.к. его максимальное значение зависит от Ек и Rн, поэтому Iкmax=Eк/Rн.

Значение тока Iк, которое соответствует Iкmax и не может возрастать при увеличении Iб, называют коллекторным током насыщения Iкнас (β*IБ=Ек/Rн) – момент достижения этого равенства соответствует переходу транзистора в режим насыщения.

Откуда ток базы насыщения IБнас может быть определен:

IБнас=Iкнас/β.

Минимальное значение IБ, при котором его приращение не приводит к изменению тока коллектора называют базовым током насыщения.

I – режим отсечки;

II – активный режим;

III – режим насыщения

Очевидно, что в реальных схемах может быть, что IБ>IБнас, поэтому для количественной оценки глубины насыщения вводят параметры:

- степень насыщения -

- коэффициент насыщения -

Обычно S>>1.

С увеличением N или S уменьшается Uкэнас. При N>3, Uкэнас≈const, [Uкэнас=(0,08-1)В]. Поэтому более высокие степени насыщения нецелесообразны.

Важнейшее свойство транзисторного ключа в режиме насыщения – независимость Iк от температуры и параметров транзистора.

Дата добавления: 2014-01-06