ความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์คืออะไร

ในโพสต์ก่อนหน้านี้เราได้เรียนรู้ การให้น้ำหนัก BJT ในบทความนี้เราจะเรียนรู้ว่าทรานซิสเตอร์หรือความอิ่มตัวของ BJT คืออะไรและจะกำหนดมูลค่าได้อย่างไรโดยใช้สูตรและการประเมินเชิงปฏิบัติ

ความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์คืออะไร

คำว่าอิ่มตัวหมายถึงระบบใด ๆ ที่ระดับข้อมูลจำเพาะบรรลุค่าสูงสุด

ทรานซิสเตอร์อาจกล่าวได้ว่าทำงานภายในพื้นที่อิ่มตัวเมื่อพารามิเตอร์ปัจจุบันถึงค่าสูงสุดที่ระบุ

เราสามารถนำตัวอย่างของฟองน้ำที่เปียกเต็มที่ซึ่งอาจอยู่ในสถานะอิ่มตัวเมื่อไม่มีช่องว่างให้เก็บของเหลวได้อีก

การปรับโครงแบบอาจส่งผลให้ระดับความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์เปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว

เมื่อพูดอย่างนี้ระดับความอิ่มตัวสูงสุดจะเป็นไปตามกระแสสะสมสูงสุดของอุปกรณ์ตามที่ระบุไว้ในแผ่นข้อมูลของอุปกรณ์เสมอ

ในการกำหนดค่าทรานซิสเตอร์โดยปกติจะทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะไม่ถึงจุดอิ่มตัวเนื่องจากในสถานการณ์เช่นนี้ตัวสะสมฐานจะไม่อยู่ในโหมดเอนเอียงแบบย้อนกลับทำให้สัญญาณเอาต์พุตผิดเพี้ยน

เราสามารถดูจุดปฏิบัติการภายในพื้นที่อิ่มตัวได้ในรูป 4.8a สังเกตว่าเป็นพื้นที่เฉพาะที่รอยต่อของลักษณะโค้งงอกับแรงดันไฟฟ้าตัวสะสมสู่ตัวส่งต่ำกว่า VCEsat หรือในระดับเดียวกัน นอกจากนี้กระแสของตัวสะสมยังสูงเมื่อเทียบกับเส้นโค้งลักษณะ

วิธีการคำนวณระดับความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์

จากการเปรียบเทียบและหาค่าเฉลี่ยเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของรูป 4.8a และ 4.8b ทำให้เราสามารถบรรลุวิธีการที่รวดเร็วในการกำหนดระดับความอิ่มตัว

ในรูป 4.8b เราจะเห็นระดับกระแสค่อนข้างสูงในขณะที่ระดับแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 0V หากเราใช้กฎของโอห์มที่นี่เราจะสามารถคำนวณความต้านทานระหว่างพินตัวสะสมและตัวปล่อยของ BJT ได้ในลักษณะต่อไปนี้:

การใช้งานการออกแบบที่ใช้ได้จริงสำหรับสูตรข้างต้นสามารถดูได้ในรูปที่ 4.9 ด้านล่าง:

นี่หมายความว่าเมื่อใดก็ตามที่จำเป็นต้องประเมินกระแสตัวสะสมความอิ่มตัวโดยประมาณอย่างรวดเร็วสำหรับ BJT ที่กำหนดในวงจรคุณอาจสมมติว่าค่าไฟฟ้าลัดวงจรที่เท่ากันกับตัวปล่อยตัวเก็บรวบรวมของอุปกรณ์จากนั้นนำไปใช้ในสูตรเพื่อรับค่าประมาณ ความอิ่มตัวของตัวสะสมในปัจจุบัน ใส่เพียงแค่กำหนด VCE = 0V จากนั้นคุณสามารถคำนวณ VCEsat ได้อย่างง่ายดาย

ในวงจรที่มีการกำหนดค่าไบอัสคงที่ตามที่ระบุไว้ในรูปที่ 4.10 อาจมีการลัดวงจรซึ่งอาจส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าข้าม RC เท่ากับแรงดันไฟฟ้า Vcc

กระแสความอิ่มตัวที่พัฒนาในเงื่อนไขข้างต้นสามารถตีความได้ด้วยนิพจน์ต่อไปนี้:

การแก้ตัวอย่างที่ใช้ได้จริงเพื่อค้นหากระแสความอิ่มตัวของ BJT:

หากเราเปรียบเทียบผลลัพธ์ข้างต้นกับผลลัพธ์ที่เราได้มาในตอนท้ายของ โพสต์นี้ เราพบว่าผลลัพธ์ I CQ = 2.35mA ต่ำกว่า 5.45mA ข้างต้นมากซึ่งแสดงให้เห็นว่าโดยปกติ BJT ไม่เคยทำงานในระดับความอิ่มตัวของวงจรในวงจรแทนที่จะเป็นค่าที่ต่ำกว่ามาก