Главная особенность такого режима состоит в том, что под воздействием входного сигнала транзистор находится либо в режиме насыщения (Uкэ≈0), либо в режиме отсечки (Iк≈0). При этом реализуется только два состояния: «включено» и «выключено», т.е. обеспечивается только два дискретных значения: «0» и «1» (По аналогии с двоичным счислением).
АВ – активный режим (область II)
Открытое состояние: - насыщение;
Закрытое состояние: - отсечка
Включенное состояние Выключенное состояние
Запирание транзистора требует обратных напряжений на переходах КБ и БЭ.
Однако, транзистор будет считаться выключенным (режим пассивного запирания), если напряжение 0<UБэ<Uпор, где Uпор – это прямое напряжение на БЭ, при котором практически отсутствует ток базы, а значит и Iк.
В выключенном состоянии Iк0, протекая через RБ создает на RБ падение напряжения UrБ, которое является прямым для перехода БЭ. Поэтому очевидно, что запертое состояние транзистора Т обеспечивается при условии UrБ<Uпор, но UrБ=Iк0*RБ, следовательно
Iк0*RБ<Uпор
Условием запирания транзистора при любой температуре [ ] будет выполнение требований к RБ:
- для режима пассивного запирания.
Однако, режим пассивного запирания является недостаточно надежным в ряде случаев.
Поэтому на практике при запирании транзистора применяется режим глубокой отсечки, при котором:
UБэ<0.
Это требует подачи напряжения Uзап на переход БЭ (например, по следующей схеме).
Условием режима глубокой отсечки будет:
-для режима глубокой отсечки.
Поскольку Iк0 существует при любой температуре, то это приводит к тому, что в закрытом состоянии Uкэз≠Ек:
Вторым устойчивым состоянием транзистора является режим насыщения открытого транзистора, при котором оба p-n перехода смещены в прямом направлении.
В соответствии с зависимостью Iк=β*IБ, при росте IБ растет и Iк. Однако, этот рост Iк не может быть безграничным, т.к. его максимальное значение зависит от Ек и Rн, поэтому Iкmax=Eк/Rн.
Значение тока Iк, которое соответствует Iкmax и не может возрастать при увеличении Iб, называют коллекторным током насыщения Iкнас (β*IБ=Ек/Rн) – момент достижения этого равенства соответствует переходу транзистора в режим насыщения.
Откуда ток базы насыщения IБнас может быть определен:
IБнас=Iкнас/β.
Минимальное значение IБ, при котором его приращение не приводит к изменению тока коллектора называют базовым током насыщения.
I – режим отсечки;
II – активный режим;
III – режим насыщения
Очевидно, что в реальных схемах может быть, что IБ>IБнас, поэтому для количественной оценки глубины насыщения вводят параметры:
- степень насыщения -
- коэффициент насыщения -
Обычно S>>1.
С увеличением N или S уменьшается Uкэнас. При N>3, Uкэнас≈const, [Uкэнас=(0,08-1)В]. Поэтому более высокие степени насыщения нецелесообразны.
Важнейшее свойство транзисторного ключа в режиме насыщения – независимость Iк от температуры и параметров транзистора.