मैं एक एनपीएन ट्रांजिस्टर को कैसे संतृप्त कर सकता हूं?

Question

मैं समझता हूं कि "संतृप्ति मोड" में, BJT एक साधारण स्विच के रूप में कार्य करता है। मैंने एल ई डी ड्राइविंग से पहले इसका उपयोग किया है, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि मैं स्पष्ट रूप से समझता हूं कि मुझे उस राज्य में ट्रांजिस्टर कैसे मिला।

क्या VBB को एक निश्चित सीमा से ऊपर उठाकर BJT संतृप्त हो जाता है? मुझे इस पर संदेह है, क्योंकि BJTs, जैसा कि मैं उन्हें समझता हूं, वर्तमान-नियंत्रित हैं, न कि वोल्टेज-नियंत्रित।

क्या बी.बी.टी. एक निश्चित सीमा से ऊपर जाने की अनुमति देकर संतृप्त हो जाता है? यदि हां, तो क्या यह सीमा कलेक्टर से जुड़े "लोड" पर निर्भर करती है? क्या एक ट्रांजिस्टर सिर्फ इसलिए संतृप्त होता है क्योंकि इब पर्याप्त है कि ट्रांजिस्टर का बीटा अब आईसी में सीमित कारक नहीं है?

Comments

के संभावित डुप्लिकेट कैसे BJT ट्रांजिस्टर एक संतृप्त राज्य में काम करते हैं?

— लियोन हेलर

यह सवाल है, "जब यह संतृप्त होता है तो यह कैसे काम करता है?", मेरा सवाल है, "मुझे इसे संतृप्त करने के लिए कैसे मिलेगा?"

— मार्क

यह वहाँ जवाब दिया है।

— लियोन हेलर

यह ट्रांजिस्टर के एबर्स-मोल मॉडल द्वारा समझाया गया है: ecee.colorado.edu/~bart/book/book/chapter5/ch5_3.htm

— लियोन हेलर

यह वास्तव में उपयोगी नहीं है। मैं ट्रांजिस्टर सिद्धांत में एक विशेषज्ञ बन सकता हूं, लेकिन तब मुझे यहां पूछने की आवश्यकता नहीं होगी ...

— मार्क

Answer 1

आधार में पर्याप्त वर्तमान ड्राइव करें ताकि बेस-कलेक्टर जंक्शन आगे पक्षपाती हो जाए। ट्रांजिस्टर के प्रकार पर कितना करंट निर्भर करेगा। 'संतृप्ति' का आधार क्षेत्र में कितने आवेश वाहकों को संग्राहक क्षेत्र में बनाना है। कुछ आधार टर्मिनल से आएंगे, लेकिन कई और उत्सर्जक क्षेत्र से आधार क्षेत्र में आएंगे। बेस करंट की एक निश्चित राशि से परे, वहाँ उपलब्ध चार्ज वाहक में वृद्धि नहीं होगी जो बीसी जंक्शन को पार कर सकती है।

Comments

चूंकि संतृप्ति BJTs के साथ गति सीमित करने वाला कारक है: क्या टर्न-ऑफ समय को नकारात्मक रूप से प्रभावित करने के लिए पर्याप्त पूर्वाग्रह पर्याप्त है या क्या हमें इस बात के लिए $ V_ \ rm {CEsat} $ से संपर्क करना चाहिए?

— jpc

Answer 2

एक ट्रांजिस्टर संतृप्ति में जाता है जब आधार-एमिटर और बेस-कलेक्टर जंक्शन दोनों पक्षपाती होते हैं, मूल रूप से। इसलिए यदि कलेक्टर वोल्टेज बेस वोल्टेज से नीचे चला जाता है, और एमिटर वोल्टेज बेस वोल्टेज से नीचे है, तो ट्रांजिस्टर संतृप्ति में है।

इस आम एमिटर एम्पलीफायर सर्किट पर विचार करें। यदि कलेक्टर वर्तमान काफी अधिक है, तो प्रतिरोधक के पार वोल्टेज ड्रॉप बेस वोल्टेज के नीचे कलेक्टर वोल्टेज को कम करने के लिए काफी बड़ा होगा। लेकिन ध्यान दें कि कलेक्टर वोल्टेज बहुत कम नहीं जा सकता है, क्योंकि आधार-कलेक्टर जंक्शन तब एक अग्र-पक्षीय डायोड की तरह होगा! तो, आपके पास बेस-कलेक्टर जंक्शन पर वोल्टेज ड्रॉप होगा, लेकिन यह सामान्य 0.7V नहीं होगा, यह 0.4V की तरह अधिक होगा।

आप इसे संतृप्ति से कैसे ला सकते हैं? आप ट्रांजिस्टर के लिए बेस ड्राइव की मात्रा को कम कर सकते हैं (या तो वोल्टेज या वर्तमान कम कर ), जो तब कलेक्टर वर्तमान को कम कर देगा, जिसका अर्थ है कि कलेक्टर प्रतिरोध में वोल्टेज ड्रॉप भी कम हो जाएगा। यह कलेक्टर में वोल्टेज को बढ़ाना चाहिए और ट्रांजिस्टर को संतृप्ति से बाहर लाने के लिए कार्य करना चाहिए। "चरम" मामले में, यह तब होता है जब आप ट्रांजिस्टर बंद कर देते हैं। बेस ड्राइव पूरी तरह से हटा दिया जाता है। शून्य है और इसलिए । इसलिए, शून्य भी है, और कलेक्टर अवरोधक एक पुल-अप की तरह है, कलेक्टर वोल्टेज को तक लाता है ।$V_{be}$$I_b$$V_{be}$$I_b$$I_c$$V_{CC}$

आपके कथन पर एक अनुवर्ती टिप्पणी

क्या VBB को एक निश्चित सीमा से ऊपर उठाकर BJT संतृप्त हो जाता है? मुझे इस पर संदेह है, क्योंकि BJTs, जैसा कि मैं उन्हें समझता हूं, वर्तमान-नियंत्रित हैं, न कि वोल्टेज-नियंत्रित।

ट्रांजिस्टर ऑपरेशन का वर्णन करने के विभिन्न तरीके हैं। विभिन्न टर्मिनलों में धाराओं के बीच संबंध का वर्णन करना है:

$$I_c = \beta I_b$$

$$I_c = \alpha I_e$$

$$I_e = I_b + I_c$$

आदि इसे इस तरह से देख रहे हैं, तो आप कह सकते हैं कि कलेक्टर वर्तमान आधार द्वारा नियंत्रित किया जाता वर्तमान ।

इसे देखने का एक अन्य तरीका बेस-एमिटर वोल्टेज और कलेक्टर वर्तमान के बीच संबंध का वर्णन करना होगा, जो कि है

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

इसे इस तरह से देखते हुए, कलेक्टर वर्तमान को बेस वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है ।

यह निश्चित रूप से भ्रमित करने वाला है। इसने मुझे लंबे समय तक भ्रमित किया। सच्चाई यह है कि आप बेस-एमिटर वोल्टेज को बेस करंट से वास्तव में अलग नहीं कर सकते, क्योंकि वे परस्पर संबंधित हैं। इसलिए दोनों के विचार सही हैं। जब एक विशेष सर्किट या ट्रांजिस्टर कॉन्फ़िगरेशन को समझने की कोशिश की जाती है, तो मुझे लगता है कि आमतौर पर जो भी मॉडल चुनना सबसे अच्छा होता है, उसका विश्लेषण करना सबसे आसान होता है।

संपादित करें:

क्या बी.बी.टी. एक निश्चित सीमा से ऊपर जाने की अनुमति देकर संतृप्त हो जाता है? यदि हां, तो क्या यह सीमा कलेक्टर से जुड़े "लोड" पर निर्भर करती है? क्या एक ट्रांजिस्टर सिर्फ इसलिए संतृप्त होता है क्योंकि इब पर्याप्त है कि ट्रांजिस्टर का बीटा अब आईसी में सीमित कारक नहीं है?

बोल्ड भाग मूल रूप से बिल्कुल सही है। लेकिन थ्रेसहोल्ड एक विशेष ट्रांजिस्टर के लिए आंतरिक नहीं है। यह न केवल ट्रांजिस्टर पर बल्कि कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करेगा: , , , आदि।$I_b$$V_{CC}$$R_C$$R_E$

Comments

बिल्कुल शानदार ढंग से लिखा गया है, बहुत-बहुत धन्यवाद।

— मार्क

इस पर एक और नज़र: न्यूनतम Vce वोल्टेज है (जो आमतौर पर डेटाशीट में दी गई है) जिसके नीचे बेस करंट / वोल्टेज बढ़ने से Vce को और कम करने में परिणाम नहीं होगा। किस आधार पर वर्तमान / वोल्टेज प्राप्त किया जाएगा यह लोड की स्थिति पर निर्भर करता है।

— mazurnification

इस सवाल का एकदम सही जवाब। संबंधित: बीसी-डायोड के समानांतर एक स्कूटी डायोड के साथ, कलेक्टर पर वोल्टेज आधार के नीचे 0.4 वी डुबकी नहीं देगा, लेकिन केवल लगभग। आधार के नीचे 0.3 वी, जो शोट्स्की डायोड का आगे का वोल्टेज है। इस प्रकार, डायोड ट्रांजिस्टर फॉर्म को गहराई से संतृप्त रखेगा और टर्न-ऑफ इवेंट को बहुत तेज़ी से होने देगा। यह सिद्धांत है कि इस उत्तर में वर्णित चीज़ क्यों काम करती है: Electronics.stackexchange.com/questions/15056/…

— zebonaut

तो संतृप्ति में, वर्तमान बाहरी कलेक्टर रोकनेवाला द्वारा सीमित है, और संतृप्ति के नीचे, करंट ट्रांजिस्टर बार बेस करंट के लाभ से सीमित है?

— एंडोलिथ जुएल 15'13

Quote: "तो दोनों दृष्टिकोण सही हैं"। मैं सहमत नहीं हो सकता क्योंकि - शारीरिक रूप से बोला गया - केवल एक ही दृश्य सही है: BJT वोल्टेज नियंत्रित है! यह सम्मान का सवाल है समस्या नहीं है। इस कथन को सत्यापित करें (आवेशित वाहक भौतिकी में गहराई में जाए बिना)।

— लविवि

Answer 3

BJT ट्रांजिस्टर को उस क्षण संतृप्त किया जाएगा जब आइकॉन रैखिक संबंध का पालन नहीं करेगा:

$I_c = HFE * I_b$ ।

इस प्रकार हम सभी को यह करना है कि इस मान तक पहुँचने से आईसी को सीमित करना है।

चूंकि को आधार से जुड़े अवरोधक और उसके दूसरे छोर पर ड्राइविंग वोल्टेज के मान से निर्धारित किया जाता है, इसलिए को किसी भी मूल्य के लिए बाध्य करना आसान है । जब निर्धारित की गणना सैद्धांतिक और सेट इसे कम करने (5-8 से कहते हैं) आदेश संतृप्ति क्षेत्र में प्रवेश करने के और इसे रोकने रैखिक संबंध का पालन करें।आई बी आई बी आई आई सी आर $I_b$$I_b$$I_b$$I_c$$R_c$

उदाहरण के लिए: 5V और (सिर्फ इसे दिलचस्प बनाने के लिए) से 12V से जुड़ा है । Supose HFE = 50. यदि हम सेट करते हैं तोआर सी आर बी = 5 $R_b$$R_c$$R_b=5K$

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

इसका मतलब है कि हो जाएगा । अब अगर हम को 2K के बारे में सेट करते हैं तो यह को कम से कम 6mA तक सीमित कर , रैखिक रेंज की तुलना में लगभग 10 गुना और ट्रांजिस्टर को संतृप्त किया जाएगा। 1 m A ∗ 50 = 50 m A R c I $I_c$$1mA * 50 = 50mA$$R_c$$I_c$

यदि एक स्विच के रूप में ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, तो आधार और जमीन के बीच अतिरिक्त अवरोधक (10K) जोड़ने की सिफारिश की जाती है (तेजी से स्विच करने और रिसाव को रोकने के लिए, बशर्ते कि BJT NPN प्रकार है)

Answer 4

संतृप्ति तब होती है जब इनपुट में वृद्धि आउटपुट में वृद्धि का उत्पादन नहीं करती है। BJT में, यह इसलिए होगा क्योंकि आउटपुट अपने अधिकतम वर्तमान चालन तक पहुँच गया है।

विधि जिसे मैं यह सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन करता हूं कि सामान्य-एमिटर मोड में एक स्विचिंग BJT संतृप्ति में लिया जाता है जब आचरण होता है ...

BJT की डेटा शीट में इसका चिह्न (अधिकतम) और hFE (न्यूनतम) खोजें।

5 x चिह्न (अधिकतम) / hFE (न्यूनतम) के रूप में आवश्यक आधार वर्तमान इब की गणना करें

5 x एक व्यक्तिगत 'ठगना कारक' है, जिससे BJT को पूरी तरह से संतृप्ति में धकेलने के लिए अतिरिक्त आधार धारा की अनुमति मिलती है।

यह एक साधारण मामला मानता है: छोटे-छोटे BJT में आम-एमिटर मोड में स्विचिंग स्मॉल (कहते हैं <2 A) एक सक्षम बेस करंट सोर्स के साथ लो फ्रिक्वेंसी (कहते हैं <50 kHz)। अन्यथा आगे एनालॉग स्थितियों पर विचार किया जाना है, जैसे कि अगर BJT को संतृप्त करना अच्छा स्विचिंग प्रदर्शन या यदि कोई MOSFET / etc होगा। इसके बजाय उपयोग किया जाना चाहिए। (यह इस उत्तर के दायरे से परे है, हालांकि)

Comments

क्या आपका मतलब अधिकतम के बजाय hFE (न्यूनतम) है?

— केविन वाइट

@ केविनव्हीट, हां मैं करता हूं, या हां मुझे करना चाहिए - यह सही किया है। बहुत बहुत धन्यवाद और मेरी क्रिसमस :-)

— टोनीएम

Answer 5

मुझे पता है कि यह एक पुराना सवाल है, लेकिन बहुत सारे लोग अभी भी इसे देख रहे हैं।

$i_C/i_B$

$h_{fe}$

$V_{BE}$

Comments

इस सब में Vbe (संतृप्ति) का क्या उपयोग है? मुझे लगता है कि मैं Vce (संतृप्ति) के उपयोग को समझता हूं

— क्वांटम 231

Answer 6

$V_{CEsat}$

$\beta$$V_{CEsat}$$I_{C}$

0.1 का एक बीटा शायद ही कभी उपयोगी या स्वीकार्य होगा, लेकिन इस मामले में यह था।

$R_{DSon}$

Answer 7

संतृप्ति मोड में ट्रांजिस्टर लाने के दो तरीके हैं:

1) Rc रोकनेवाला का उपयोग: हम Vce = 0. Ic (अधिकतम) = Vcc / Rc मानकर अधिकतम करंट (Ic) की गणना कर सकते हैं।

आप इसी आधार करंट (आईबी) = आईसी / (बीटा) को पा सकते हैं।

ट्रांजिस्टर संतृप्ति में होगा यदि आप बेस करंट को अधिक से अधिक लगाएंगे तो परिकलित बेस करंट से ऊपर

2) रेटेड संतृप्ति वर्तमान (डेटशीट) का उपयोग करके: आप बेस करंट लगा सकते हैं जो बड़े कलेक्टर करंट का उत्पादन करता है और फिर डेटशीट में कहा जाता है

Answer 8

$h_{FE}$$V_{BEsat}$$V_{CEsat}$$\beta$

$I_{C} \over h_{FE}$

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

$I_{C}$

सावधान रहें इसलिए यह लाभ आप चाहते हैं।

Answer 9

NPN BJT संतृप्ति मोड में प्रवेश करेगा जब Vcb कुछ मूल्य से नीचे होगा। सेड्रा और स्मिथ 0.4V के मूल्य का उपयोग करते हैं, लेकिन यह डिवाइस पर निर्भर होगा।

हालांकि मुझे इस बात का कोई अंदाजा नहीं है कि आप स्विच के रूप में BJT का उपयोग क्यों करेंगे। MOSFETS इस कार्य के लिए बेहतर अनुकूल हैं।

Comments

क्योंकि मेरे पास BJTs हैं, और मेरे पास कोई MOSFETs नहीं है। मैं भी BJTs को MOSFETs समझने की तुलना में बेहतर समझता हूं।

— मार्क

नहीं, नहीं अगर वर्तमान लाभ से विभाजित कलेक्टर की तुलना में आधार में अधिक वर्तमान नहीं है। और MOSFETs हमेशा बेहतर नहीं होते हैं

— मार्टिन