ما هو تشبع الترانزستور

في المنشور السابق تعلمنا انحياز BJT ، في هذه المقالة سوف نتعلم ما هو الترانزستور أو تشبع BJT وكيفية تحديد القيمة بسرعة من خلال الصيغ والتقييمات العملية.

ما هو تشبع الترانزستور

يشير مصطلح التشبع إلى أي نظام وصلت فيه مستويات المواصفات إلى القيمة القصوى.

يمكن القول أن الترانزستور يعمل ضمن منطقة التشبع الخاصة به ، عندما تصل المعلمة الحالية إلى القيمة القصوى المحددة.

يمكننا أن نأخذ على سبيل المثال إسفنجة مبللة بالكامل ، والتي قد تكون في حالتها المشبعة عندما لا يكون هناك مساحة فيها لاحتواء أي سائل آخر.

قد يؤدي ضبط التكوين إلى تغيير مستوى تشبع الترانزستور بسرعة.

بعد قولي هذا ، سيكون الحد الأقصى لمستوى التشبع دائمًا وفقًا لتيار المجمع الأقصى للجهاز كما هو موضح في ورقة البيانات الخاصة بالجهاز.

في تكوينات الترانزستورات ، عادة ما يتم التأكد من أن الجهاز لا يصل إلى نقطة التشبع ، لأنه في هذه الحالة يتوقف المجمع الأساسي عن أن يكون في الوضع المنحاز العكسي ، مما يتسبب في حدوث تشوهات في إشارات الخرج.

يمكننا أن نرى نقطة تشغيل داخل منطقة التشبع في الشكل 4.8 أ. لاحظ أن هذه هي المنطقة المحددة التي يكون فيها مفصل المنحنيات المميزة بجهد المجمع إلى الباعث أقل من VCEsat أو على نفس المستوى. أيضًا ، يكون تيار المجمع مرتفعًا نسبيًا في المنحنيات المميزة.

كيفية حساب مستوى تشبع الترانزستور

بمقارنة المنحنيات المميزة للشكل 4.8 أ و 4.8 ب واحتساب متوسطها ، يمكننا أن نحقق طريقة سريعة لتحديد مستوى التشبع.

في الشكل 4.8 ب ، نرى أن المستوى الحالي أعلى نسبيًا بينما يكون مستوى الجهد عند 0 فولت. إذا طبقنا قانون أوم هنا ، يمكننا حساب المقاومة بين دبابيس المجمع والباعث في BJT بالطريقة التالية:

يمكن رؤية تنفيذ تصميم عملي للصيغة أعلاه في الشكل 4.9 أدناه:

هذا يعني أنه كلما كان مطلوبًا إجراء تقييم سريع لتيار جامع التشبع التقريبي ل BJT معين في دائرة ، يمكنك ببساطة افتراض قيمة ماس كهربائى مكافئة عبر باعث المجمع بالجهاز ثم تطبيقه في الصيغة للحصول على القيمة التقريبية جامع التشبع الحالي. ببساطة ، قم بتعيين VCE = 0V ومن ثم يمكنك حساب VCEsat بسهولة.

في الدوائر ذات التكوين الثابت للانحياز ، كما هو موضح في الشكل 4.10 ، يمكن تطبيق دائرة كهربائية قصيرة ، مما قد ينتج عنه جهد عبر RC يساوي الجهد Vcc.

يمكن تفسير تيار التشبع المتطور في الحالة المذكورة أعلاه بالتعبير التالي:

حل مثال عملي لإيجاد تيار التشبع لـ BJT:

إذا قارنا النتيجة أعلاه بالنتيجة التي حصلنا عليها في نهاية هذا المشنور ، نجد أن النتيجة أنا CQ = 2.35 مللي أمبير أقل بكثير من 5.45 مللي أمبير المذكورة أعلاه مما يشير إلى أن BJTs لا تعمل أبدًا في مستوى التشبع في الدوائر ، بدلاً من قيم أقل بكثير.