Ключевой режим работы транзистора

В зависимости от состояния p-n переходов транзисторов различают три вида его работы – режим отсечки, режим насыщения и линейный режим.

Режим отсечки - это режим, при котором оба его перехода закрыты (и эмиттерный и коллекторный). Ток базы в этом случае равен нулю. Ток коллектора будет равен обратному току. Тогда уравнение динамического режима примет вид

UКЭ = EК – IКобRК.

Произведение IКоб RК будет равно нулю. Значит, UКЭ → EК.

Режим насыщения – это режим, когда оба перехода – и эмиттерный, и коллекторный открыты, в транзисторе происходит свободный переход носителей зарядов, ток базы будет максимальный, ток коллектора будет равен току коллектора насыщения.

IБ = max; IК ≈ IКн; UКЭ = EК – IКн RН.

Произведение IКн RН будет стремиться к EК. Значит, UКЭ → 0.

Рисунок – 7 Рабочие точки отсечки и насыщения.

Линейный режим – это режим, при котором эмиттерный переход открыт, а коллекторный закрыт.

IБmax > IБ > 0;

IКн > IК > IКоб;

EК > UКЭ > UКЭнас.

Ключевым режимом работы транзистора называется такой режим, при котором рабочая точка транзистора скачкообразно переходит из режима отсечки в режим насыщения и наоборот, минуя линейный режим (рисунок 8, б). Для этого необходимо включить транзистор по схеме, представленной на рисунке 8, а.

Рисунок – 8 Ключевой режим работы биполярного транзистора: а – схема включения; б – диаграмма работы.

Резистор RБ ограничивает ток базы транзистора, чтобы он не превышал максимально допустимого значения. В промежуток времени от 0 до t1 входное напряжение и ток базы близки к нулю, и транзистор находится в режиме отсечки. Напряжение UКЭ, является выходным и будет близко к EК. В промежуток времени от t1 до t2 входное напряжение и ток базы транзистора становятся максимальными, и транзистор перейдёт в режим насыщения. После момента времени t2 транзистор переходит в режим отсечки.

Следовательно, можно сделать вывод, что транзисторный ключ является инвертором, т. е. изменяет фазу сигнала на 180°.