关于BJT的“饱和”

2万 · 2012-11-20 13:32

A,B,C 三女, A女聞到香蕉味就飽了,B女吃了一根就飽,C女要100根才會飽,即是這樣,就是說飽不是指單位.
也就是說,只要對飽合的認知稍為碰到答案,就都是對的, 但是樓主的說法很顯然就是錯的,你說的應該是開關, ...
nianyan99 发表于 2012-11-20 11:15

“开关”便就是在饱和和截止间翻转。

只看该作者 · 2012-11-20 20:05

不是,開關是短路跟不短路間翻轉.

2万 · 2012-11-20 20:34

不是,開關是短路跟不短路間翻轉.
nianyan99 发表于 2012-11-20 20:05

那还不如直接说触点“吸合”和“断开”....

在此耍嘴皮子一点用都没有。你那是到错地方且找错人了。

只看该作者 · 2012-11-21 11:21

饱和的实在是从发射极漂移到基极的电子很多，这些电子越过基区在集电结聚集。放大区时，这些电子可以几乎被集电极完全抽走，但饱和时这些电子抽不玩，就在集电结积累。饱和越深，积累电子越多(NPN管）。
这也就是为什么三极管深度饱和后关断时间变长，因为关断时要把这些电子抽完后才没有电流，才真正关断。

1万 · 2012-11-21 12:06

对NPN硅晶体三极管而言：
1、“Vce=Vbe≈0.7V”，是电路的一种特殊工作状态。理论上，一般把Vce=Vbe的状态称为临界饱和，Vce＜Vbe的状态则称为过饱和。当然，小功率BJT的饱和电压比大功率BJT的饱和电压要小，如小功率管可以小于0.4V，而大功率管则可以在1.0V以上。饱和压降值与三极管集电极电流大小相关，甚至于三极管所处的环境温度关系密切，但与晶体管功率容量无关。

2.三极管饱和时呈现低阻抗，类似于开关接通。理论上当Ub＞0，两个PN结均为正偏。Ib=Ibs时称临界饱和；Ib>>Ibs时称过饱和。Ibs为临界饱和基极电流，Ics为临界饱和集电极电流。Ibs=Ics/β。由于Ics≈Vcc/Rc；所以Ibs≈Vcc/βRc。
实际饱和条件： 1. 两个PN结正偏。
2. Ib=Vcc/βRc临界饱和；Ib>>Vcc/βRc过饱和，

3. 随着晶体管的饱和,其集电极电压已经不等于集电极的电源电压,而是近似的等于发射极电压(可能略高于发射极0.1伏,视管子的饱和压降不同而不同).(Vcc不是Vc)集电结正偏,意思为: 集电极电压已经低于基电极电压.而基极电压因为PN结的箝位,存在不高于0.7V的势垒电压。根据基尔霍夫定理,在结点不可能有电荷堆积,流入晶体管的电流等于从晶体管流出的电流.这时,发射极电压最低,基极电压最高,集电极次之.基极电流是流入的,集电极电流也是流入的,只有发射极电流是流出的.即：不会有从基极到集电极的电流！

4. 从三极管结构来讲：在正向的Vbe电场作用下，发射极的电子注入基区，再扩散到集电结边缘。三极管未饱和时，集电结反偏的电压会把边缘的电子立刻吸引到集电极。可是当电流Ib逐渐增加，Ic也增加，扩散到集电结边缘的电子越来越多，电子浓度不断增加，集电结反偏势垒Vcb就会越来越小。当Ic大到使Vcb为0时，管子进入饱和，就不再有电场吸引这些结边缘的电子了，电子只能是扩散到集电极。当Ic再增加时，Vcb<0（Vb=0.7V，Vc=0.3V）,此时集电结就正偏了，会阻碍电子扩散了，但因为基区电子浓度太大了，电子继续扩散到集电极，能够满足Ic大小的要求。注意：Vcb<0集电结正偏并不是三极管外部电场导致的结果，而是由于基区的电子浓度远大于集电区由电子扩散所造成的！
注：扩散，全称分子扩散。在浓度差或其他推动力的作用下，由于分子、原子等的热运动所引起的物质在空间的迁移现象，是质量传递的一种基本方式。以浓度差为推动力的扩散，即物质组分从高浓度区向低浓度区的迁移，是自然界和工程上最普遍的扩散现象；以温度差为推动力的扩散称为热扩散；在电场、磁场等外力作用下发生的扩散，则称为强制扩散。

1万 · 2012-11-21 12:06

本帖最后由 xmar 于 2012-11-21 12:10 编辑

三极管饱和的定量判定

参见图1一般完整的三极管开关电路或PWM电路：

图1
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)] / （R1*R2） > (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 · 2012-11-21 12:30

所以說開關是短不短路,也就是導不導通, 也不會有人說你家的開關是飽和或截止.至於開關有沒有人說吸合,就看你家是怎麼說的.
"等效短路就是其意义"
短路的意義是飽和,那就是過度在說明文字的意義.其實也不用說耍嘴皮,不同的階段會有不同的認知意義,不需要用絕對來說明各人的理解意義,就如同色差一樣,說顏色非常鮮艷,飽和度很好. 保持一點彈性總是好的.

2万 · 2012-11-21 13:58

所以說開關是短不短路,也就是導不導通, 也不會有人說你家的開關是飽和或截止.至於開關有沒有人說吸合,就看你家是怎麼說的.
"等效短路就是其意义"
短路的意義是飽和,那就是過度在說明文字的意義.其實也不用說耍嘴皮, ...
nianyan99 发表于 2012-11-21 12:30

开关管里面是不是有个微型继电器？

开关电源是不是靠着继电器工作的？

看来你的嘴皮工夫还有待提高....

至于其它的工夫，算了....，不说也罢。

3万 · 2012-11-21 14:35

22楼27楼，是否脑筋又打结了？

只看该作者 · 2012-11-21 14:45

其實你可以問一下做過開關電源的人, 驅動的功率晶體一般就是說"你把它當開關看"就可以了,很少人會說飽和還是截止. 當然要說也可以,只要對方聽的懂就好.
我想我是就你說的"短路"來說明, 舉冽來說 3V的 OPA 在一定的輸入謝,輸出已飽和, 那麼用你說的短路來說,OPA再把電壓拉到30V ,如果是"短路"那麼 3~30V 都會是飽和, 但是事實上3~30V 是又變成新的工作區.
標題也不是我設的,我只是就事論事, 來論壇上一般也是針對覺的奇怪的論點來回答, 即使是耍嘴皮,只要有啟發作用還是好的, 至於討論飽和是沒有什麼啟發作用,因為教科書已經說很清楚.各樓的人都說了,我也沒有新意.

1万 · 2012-11-21 17:04

用科学概念取代行话、俚语，更利于交流。也是现代科技、工程标准化之潮流。

2万 · 2012-11-21 17:05

其實你可以問一下做過開關電源的人, 驅動的功率晶體一般就是說"你把它當開關看"就可以了,很少人會說飽和還是截止. 當然要說也可以,只要對方聽的懂就好.
我想我是就你說的"短路"來說明, 舉冽來說 3V的 OPA 在一定 ...
nianyan99 发表于 2012-11-21 14:45

按“理想”轨对轨，OPA的“饱和”就是和电源“短路”。

2万 · 2012-11-21 18:54

楼上哥几个从载流子角度解释有误，是由于解释饱和时，念念不忘正向放大模式导致的。
比如饱和时，基极电流三大主要成分及其比重变化没弄清楚。
重要的一点是：说到饱和，你得解释清楚集电极为什么是低阻节点？
当然了，把载流子分布图和能带图一画出来就很容易看懂了。
根据 VBE(on)和VBC（on)的不同组合分成四个区，按照精度要求从4大模型里选公式就行了

1万 · 2012-11-22 09:10

饱和与不饱和的判断不必那么硬性的规定，符合应用要求的一些特征就可以了。
如果以集电结正偏来判断：
1假如VCE比VBE高0.01V算不算饱和？
2达林顿管还能饱和吗？
以应用要求的特征来判断饱和与不饱和的灰色地带更有意义，
如果是做小信号开关也许VCE=0.3V也不合要去，控制继电器VCE=1V 也没什么关系。

2万 · 2012-11-22 09:19

1. 这是要研究极限吗? :lol
2. 达林顿当然能饱和. 达林顿由两个BJT复合, 基原理是小电流管饱和, 大电流管接近饱和

理论上, 还就是以集电结正偏来判断的, 工程上怎么玩, 是另一回事

2万 · 2012-11-22 10:27

比如说，***《模拟电子技术》中，对晶体管电压放大器的偏置电阻计算方法，他就不管VCC是多高，总是得到一个Vce=1V左右, 设这时Vbe=0.7V。
当温度升到60度，Vce降到0.6v, Vbe降到0.69V, 这肯定是饱和了，这时“短路”了没？没！！！能放大不？能！！！只要满足小信号原则，仍然能够工作的。比如说放大100uV以下的信号
能不能当开关呢？能，如上面t.jm所说，驱动12V的继电器

1万 · 2012-11-22 10:28

1. 这是要研究极限吗? :lol
2. 达林顿当然能饱和. 达林顿由两个BJT复合, 基原理是小电流管饱和, 大电流管接近饱和

理论上, 还就是以集电结正偏来判断的, 工程上怎么玩, 是另一回事 ...
PowerAnts 发表于 2012-11-22 09:19

达林顿由于结构原因饱和压降比较大，集电结没办法正偏啊。

2万 · 2012-11-22 10:33

小电流的一个是正偏的

1万 · 2012-11-22 10:43

小电流的一个是正偏的
PowerAnts 发表于 2012-11-22 10:33

对的，但是大电流的不会正偏。
所以，这样的一个实例与“常识”是相悖的，
基于此，我认为以应用要求判断更合理一些。
本身饱和与非饱和就存在一个模糊的界线，以应用要求来判断这个界线更合适。

2万 · 2012-11-22 10:48

这个比较难扯些.
两口子出去吃饭, 一个吃饱了, 另一个没吃饱, 不能买单走人
但是你邻居家起火了, 要叫救火车, 你不准打电话, 说你家还没烧起来, 估计要挨揍

关于BJT的“饱和”

荣誉元老奖章

坚毅之洋流

十世金身

技术领袖奖章

以坛为家

技术新星奖章

缘定三生

技术奇才奖章

无冕之王奖章

奔腾之江水

核心会员奖章

技术导师奖章

七世轮回

终身成就奖章