模电中三极管饱和及深度饱和状态的界定 三极管饱和问题总结：1•在实际中，常用lb* B=V/R作为判断临界饱和的条件根据lb* B=V/R算出的 lb值，只是使晶体管进入了初始饱和状态，实际上应该取该值的数倍以上，才 能达到真正的饱和；倍数越大，饱和程度就越深2•集电极电阻 越大越容易饱和；3•饱和区的现象就是：二个PN结均正偏，IC不受IB之控制 问题：基极电流达到多少时三极管饱和？解答：这个值应该是不固定的，它和集电极负载、B值有关，估算是这样的：假 定负载电阻是1K, VCC是5V,饱和时电阻通过电流最大也就是5mA，用除以该管 子的B值（假定3=100） 5/100=0.05mA=50 口 A，那么基极电流大于50 口 A就可以 饱和对于9013、9012而言，饱和时Vce小于0.6V, Vbe小于1.2V下面是9013的 特性表：Parameter* 証Syrnhot 椭号Tfesl cCEidiEion^MLN.rrpColleclor^bast breakdown voltagc 第电崔・•■豪击 *1&阪ic- 100 U At lf=0Colledor«mitteT breakdown woHaqa 蕖电崔…境射极击穿电曜VtBRJceolc- Ck 1 mA* lB=025Eminer-ba^e breakdown vo4tag« 发射襁…臺械击穿电版VtBR)^l£= 100 U a, l二d5Ccflector cut-off current 黑电 tt - - M A j£ c -&00mA40Cci led or-emlttw t aluration vcllage 歸电St…StU粗懐盘压隊Vce^sal)lc= 500 mA, W mAvat(sat)lc= 500m扎 h产 50 mABa吕它七用」世吕广丫怙單白Vbele=100mAIransbtion frequency tf. M *■fTVCE= 6 V, f =30MHzlc= 20 rnA150问题：如何判断饱和?判断饱和时应该求出基级最大饱和电流IBS,然后再根据实际的电路求出当前的 基级电流，如果当前的基级电流大于基级最大饱和电流，则可判断电路此时处于 饱和状态。
饱和的条件：1•集电极和电源之间有电阻存在 且越大就越容易管子饱和；2. 基集电流比较大以使集电极的电阻把集电极的电源拉得很低，从而出现b较c 电压高的情况影响饱和的因素：1•集电极电阻越大越容易饱和；2•管子的放大倍数 放大倍数越大越容易饱和；3•基集电流的大小；饱和后的现象：1.基极的电压大于集电极的电压；2•集电极的电压为0.3左右， 基极为0.7左右(假设e极接地)谈论饱和不能不提负载电阻假定晶体管集-射极电路的负载电阻(包括集电极 与射极电路中的总电阻)为R,则集-射极电压Vce=VCC-Ib*hFE*R,随着Ib的增 大，Vce减小，当Vce<0.6V时，B-C结即进入正偏，Ice已经很难继续增大，就 可以认为已经进入饱和状态了当然Ib如果继续增大，会使Vce再减小一些， 例如降至0.3V甚至更低，就是深度饱和了以上是对NPN型硅管而言另外一个应该注意的问题就是：在Ic增大的时候，hFE会减小，所以我们应该 让三极管进入深度饱和Ib>>Ic(max)/hFE，Ic(max)是指在假定e、c极短路的情 况下的Ic极限，当然这是以牺牲关断速度为代价的注意：饱和时Vb>Vc，但Vb>Vc不一定饱和。
一般判断饱和的直接依据还是放大 倍数，有的管子Vb>Vc时还能保持相当高的放大倍数例如:有的管子将Ic/Ib<10 定义为饱和，Ic/Ib<1应该属于深饱和了从晶体管特性曲线看饱和问题：我前面说过：谈论饱和不能不提负载电阻现在 再作详细一点的解释以某晶体管的输出特性曲线为例由于原来的Vce仅画到2.0V为止，为了说明 方便，我向右延伸到了 4.0V如果电源电压为V,负载电阻为R,那么Vce与Ic受以下关系式的约束：Ic = (V-Vce)/R在晶体管的输出特性曲线图上，上述关系式是一条斜线，斜率是-1/R, X轴上 的截距是电源电压V, Y轴上的截距是V/R(也就是前面NE5532第2帖说的“ Ic(max) 是指在假定e、c极短路的情况下的Ic极限”)这条斜线称为“静态负载线”(以下简称负载线)各个基极电流Ib值的曲线与负载线的交点就是该晶体管 在不同基极电流下的工作点见下图：COLLECTOR CURflENTvs. COLLECTOR TO EM|TT£fi VOLTAGEV££ "ColiEctor to Emttjei tfoitage— V图中假定电源电压为4V,绿色的斜线是负载电阻为80欧姆的负载线,V/R=50MA, 图中标出了 lb分别等于0.1、0.2、0.3、0.4、0.6、1.0mA的工作点A、B、C、 D、E、F。
据此在右侧作出了 Ic与lb的关系曲线根据这个曲线，就比较清楚 地看出“饱和”的含义了曲线的绿色段是线性放大区，Ic随Ib的增大几乎成 线性地快速上升，可以看出B值约为200兰色段开始变弯曲，斜率逐渐变小 红色段就几乎变成水平了，这就是“饱和”实际上，饱和是一个渐变的过程， 兰色段也可以认为是初始进入饱和的区段在实际工作中，常用Ib* B=V/R作为 判断临界饱和的条件在图中就是假想绿色段继续向上延伸，与Ic=50MA的水平 线相交，交点对应的Ib值就是临界饱和的Ib值图中可见该值约为0.25mA 由图可见，根据Ib* B=V/R算出的Ib值，只是使晶体管进入了初始饱和状态， 实际上应该取该值的数倍以上，才能达到真正的饱和；倍数越大，饱和程度就越 深图中还画出了负载电阻为200欧姆时的负载线可以看出，对应于Ib=0.1mA, 负载电阻为80欧姆时，晶体管是处于线性放大区，而负载电阻200欧姆时，已 经接近进入饱和区了负载电阻由大到小变化，负载线以Vce=4.0为圆心呈扇状 向上展开负载电阻越小，进入饱和状态所需要的Ib值就越大，饱和状态下的 C-E压降也越大在负载电阻特别小的电路，例如高频谐振放大器，集电极负载 是电感线圈，直流电阻接近0,负载线几乎成90度向上伸展（如图中的红色负 载线）。
这样的电路中，晶体管直到烧毁了也进入不了饱和状态以上所说的“负 载线"，都是指直流静态负载线；“饱和”都是指直流静态饱和 用三极管需要考虑的问题：1） 耐压够不够2） 负载电流够不够大3） 速度够不够快（有时却是要慢速）4） B极控制电流够不够5） 有时可能考虑功率问题6） 有时要考虑漏电流问题（能否“完全”截止）7） 一般都不怎么考虑增益（我的应用还没有对此参数要求很高）实际使用时，晶体管注意四个要素就行：-0.l~-0.3V振荡电路，放 大电路,0.8V以上为开关电路，B值中放、高放为30-40,低放60-80,开关100-120 以上就行，不必研究其它的，研究它的共价键、电子、空穴没用Vce=VCC （电源电压）-Vc （集电极电压）二VCC-Ic （集电极电流）Rc （集电极电 阻）可以看出，这是一条斜率为-Rc的直线，称为“负载线”当Ic=0时，Vce=Vcco 当Vce=0时（实际上正常工作时Vce不可能等于0,这是它的特性决定的）， Ic二Vcc/Rc也就是说，Ic不可能大于这个数值对应的基极电流Ib=Ic/B=Vcc/ BRc，这就是饱和基极电流的计算公式饱和分临界饱和和过度饱和两种状态。
当Ib二Vcc/BRc时，三极管基本处于临界 饱和状态当基极电流大于此值的两倍，三极管就基本进入深度饱和状态三极管深度饱和 和临界饱和的Vce差很大临界饱和压降大，但退出饱和容易；深度饱和压降小 但不容易退出饱和所以，不同用途选择的基极电流是不一样的还有，饱和压降和集电极电流有直接关系集电极电阻越小，饱和集电极电流就 越大，饱和压降越大反之也相反（集电极电阻越大，饱和集电极电流就越小， 饱和压降越小）如果集电极电流5毫安时三极管饱和，9013、9012之类的饱 和压降一般不超过0.6伏基极电流超过两倍Vcc/BRc时，一般饱和压降就小 到0.3V左右了转：这是我当年教电子技术时的一点心得，谈到三极管，初学的人很难理解，为 了讲通讲透彻，我给学生做了一个形象的比喻：三极管就是一个资本家（全课堂 哄然），比如一个生产的资本家，生产一部，原材料100元，售价400 元，利润率400%，相对于三极管的放大倍数就是4,原来一天生产100部，利润 好几万，资本家觉得这生意不错，想扩大利润，提高产能，改成一天生产200 部，也就是三极管的输入电流增加了，这时资本家发现了，利润成倍上涨，好啊！ 随即改成一天生产300部，后来改成一天生产400部、500部……直到1000部， 但是资本家很快发现，当产能超过800部时，利润就不再成比例上升了，而是缓 慢上升，超过1000部，利润根本就不上升，维持原样，这是因为产量太大，市 场饱和，售价下降等等，这时三极管就进入了饱和状态，输入电流再怎么增加， 输出电流也不会增加。
由于经济危机，产品销售不出去，资本家只好停产，每天 一部也不生产，这时就相当于三极管进入截止状态，但是工厂总要维持，于是， 就每天卖点原材料、废旧设备、废材料，或者组织工人打扫卫生，清理仓库和车 间，卖点破烂，好歹每天能有点收益，这点收益就是三极管截止状态的漏电流 也就是说，输入端没有一点电流，输出端还是有些微电流的从这个过程，我们 可以发现，其实资本家只是放大了利润，原材料变成了成品，这中间要消耗大量 的人力、脑力和电力三极管与此类同，三极管电流放大其实放大的是三极管输 入端的信号，输出的是放大之后的信号，中间要消耗大量的电能，这些电能必须 是直流电，例如电池或者整流后的交流电跟资本家维持工厂运转一样，人力、 脑力和电力要基本维持稳定，不能天天乱变当然对于功率放大三极管，道理基 本一样，不过放大的是信号的电流和电压，当然，投入的人力、脑力和电力仍旧 是必不可少的三个级，基极是采购，集电极是加工车间，发射极是销售。