三极管饱和的定量判定

1万 · 2012-8-23 17:06

参见图1一般完整的三极管开关电路或PWM电路：
如果NPN三极管Q1饱和，集电结正偏压，因此有 Vc<Vb，则：
Vc=Vcc-IcRc < Vb=Ve+Vbe = Re(1+β)*Ib+ 0.7；
所以：Vcc-0.7 < β*Ib*Rc + Re*(1+β)*Ib;
所以：Ib > (Vcc - 0.7) / [β*(Rc+Re) + Re] ----------（1）；
注意：临界饱和时的β只是通常线性放大时β的75%。
对R1、R2、基极b交汇的节点应用节点电流定律，有：
(Vin-Vb)/R1 = Ib + Vb/R2, 由此有：
R2*Vin - (R1+R2)*Vb = R1R2*Ib;
而Vb=Vbe+Ie*Re = 0.7 + (1+β)Ib*Re 带入上式：
R2Vin-0.7(R1+R2)-(R1+R2)(1+β)Ib*Re = R1R2*Ib, 因此可求得Ib：
Ib=[Vin*R2-0.7(R1+R2)] / [R1R2+(1+β)(R1+R2)*Re] ，考虑到（1）式所以有三极管饱和定量判定公式：
[Vin*R2-0.7(R1+R2)]/[R1R2+(1+β)(R1+R2)*Re]>(Vcc-0.7)/[β(Rc+Re)+Re]
参考图2. 当Re=0时，饱和判定公式变成：
[Vin*R2-0.7(R1+R2)]/[R1R2] > (Vcc-0.7) / [β* Rc]

参考图3。当Re=0 并且 R2 开路时，饱和判定公式变成：
[Vin-0.7]/R1 > (Vcc-0.7) / [β* Rc]

只看该作者 · 2012-8-23 17:15

“临界饱和时的β只是通常线性放大时β的75%”，如何得出？

只看该作者 · 2012-8-23 17:18

其实楼主对R1、R2、基极b交汇的节点应用节点电流定律，求得Ib和Ic后，根据Vb和Vc的关系就可以确定三极管工作状态，没有必要利用不等式了。

只看该作者 · 2012-8-23 17:30

请教下，镜像电流源，三极管在放大，IC=IB吗？

1万 · 2012-8-24 09:12

本帖最后由 xmar 于 2012-8-24 09:16 编辑

回2楼：通过仿真测试得到：“临界饱和时的β只是通常线性放大时β的75%”。

回3楼：有了三极管饱和判定不等式，设计三极管开关电路时，R1、R2以及Rc、Re的取值就有据可依。

回4楼：镜像电流源，三极管在放大，IC≠IB 。无论什么状态，只要三极管加电工作都满足Ie = Ic+ Ib。