Эмиттерный повторитель, Теоретический вопрос. Опции

[131959G]

Очень часто простые вопросы меня ставят в тупик.
Вот вопрос:
Может ли транзистор в схеме простейшего каскада с ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ в виде эмиттерного повторителя оказаться в режиме НАСЫЩЕНИЯ????
Если ДА, то как его завести в такой режим?
Если НЕТ, то почему НЕТ?

[SM]

По определению - режим насыщения транзистора - это такой режим, когда оба перехода транзистора смещены в прямом направлении внешним напряжением, приложенным к базе. Такое в ОК возможно только при Uб > Uпит. И точка. Все остальное - это следствие физических процессов, протекающих из-за прямого смещения перехода КБ.

[тау]

По определению - режим насыщения транзистора - это такой режим, когда оба перехода транзистора смещены в прямом направлении внешним напряжением, приложенным к базе...... И точка.

"В военное время косинус может достигать 2-х"(с)
возмите к примеру даташит на приличный транзистор 2SC3807 (Саньо) , оно характеризуется малым напряжением насыщения (см. рисунок)
обведенный оранжевым участок находится в области прямосмещенного Б-К перехода. Однако коэффициент передачи по току базы как был в районе 1000 так и остался при напряжении к-э 0,4...0,6V (и это напряжение меньше чем на переходе Б-Э, то есть потенциал базы выше потенциала коллектора). Грубо говоря - "переходы смещены" а насыщения нет.

А чем это отличается от моего определения - резкое уменьшение h21э (бета) при уменьшении разницы потенциалов КЭ ?

А Вы возмите какой нибудь транзистор с горбатой характеристикой H21e от Uce . Например какой-нить дарлингон. Считать ли резким снижением бэты когда она упала в 10 раз при снижении Uce ? а ведь насыщение еще не началось. Поэтому понятие "резкое уменьшение" - недостаточно полное, имхо.

Сообщение отредактировал тау - Nov 27 2009, 21:37

Эскизы прикрепленных изображений

 

[SM]

Грубо говоря - "переходы смещены" а насыщения нет.

Я конечно понимаю, что надо разжевать все с точностью то математических формул модели транзистора, чтобы тут не докапывались. Кому это очень интересно, пусть обратится к какой нибудь модели транзистора, достаточно точно описывающей его поведение, самостоятельно. Например к тем, которые используются в SPICE. Понятно, что есть переходный режим между активным и насыщением. Как и между отсечкой и активным. Где "ни то ни се". Точно также, как и для ухода в глубокое насыщение необходимо превышение прямого смещения перехода КБ какой-то величины, зависящей от технологии, геометрии и материала транзистора. Но это уже нюансы. А суть насыщения - режим работы транзистора при прямом смещении перехода КБ, и физические процессы, происходящие вследствие этого. Сама "переломная точка" характеристики при этом будет, разумеется, на каком-то определенном, но обязательно прямом, смещении.

[тау]

Я конечно понимаю, что надо разжевать все с точностью то математических формул модели транзистора, чтобы тут не докапывались. Кому это очень интересно, пусть обратится к какой нибудь модели транзистора, достаточно точно описывающей его поведение, самостоятельно. Например к тем, которые используются в SPICE. Понятно, что есть переходный режим между активным и насыщением.

"RC" - сопротивление тела коллектора, в спайс модели определяет наклон выходных характеристик в области насыщения
чиста по закону Ома. Сколько надо столько и поставят. Надо военным корректная спайс модель после спецфактора - увеличат RC во столько раз , сколько намеряют после испытаний. Бэтту уменьшат, токи смещения увеличат и т.д. Модель все стерпит.

...Точно также, как и для ухода в глубокое насыщение необходимо превышение прямого смещения перехода КБ какой-то величины, зависящей от технологии, геометрии и материала транзистора. Но это уже нюансы. А суть насыщения - режим работы транзистора при прямом смещении перехода КБ, и физические процессы, происходящие вследствие этого. Сама "переломная точка" характеристики при этом будет, разумеется, на каком-то определенном, но обязательно прямом, смещении.

Когда в ТУ записано значение 10Вольт насыщения на 2T839 после спецфактора (по памяти), при бэтта=2 , как-то о прямом смещении б-к перехода даже и недумается, чесслово. И переломная точка соответственно "съезжает".
Так что как раз не с научной а инженерской точки зрения, прямое смещение коллекторного перехода в насыщении - не факт. Хотя соглашусь вот в чем: Для большинства широкораспространенных биполярных транзисторов , ситуация с прямым смещением коллекторного перехода в насыщении имеет место быть.

[SM]

после спецфактора

А какой становится постоянная Больцмана по этим ТУ после "спецфактора". И какой заряд у электрона во время него?

[тау]

А какой становится постоянная Больцмана по этим ТУ

Придумайте что-нить себе смешное, про косинус я написал , оказывается мало...

[SM]

Придумайте что-нить себе смешное,

Вот именно. И я об этом же. В части вашего "RC". RC отнюдь не описывает наклон хар-ки в насыщении. RC описывает неидеальность, вызванную сопротивлением. Т.е. "паразита". А наклон и Эберс-Молл описывает без всяких там R вообще. Не говоря о Гуммеле-Пуне, который его расширение.

[тау]

Вот именно. И я об этом же. В части вашего "RC". RC отнюдь не описывает наклон хар-ки в насыщении. RC описывает неидеальность, вызванную сопротивлением. Т.е. "паразита". А наклон и Эберс-Молл описывает без всяких там R вообще. Не говоря о Гуммеле-Пуне, который его расширение.

SM,
RC не мое , а из модели , из которой Вы черпаете знания.
Подумайте над картинками.

Ps/ насыщение для инженера это не то что "внутри" модели, а то что снаружи на выводах транзистора в схеме. Можете не соглашаться , имеете полное право.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[SM]

Ps/ насыщение для инженера это не то что "внутри" модели, а то что снаружи на выводах транзистора в схеме. Можете не соглашаться , имеете полное право.

Соглашусь лишь частично. Для инженера-цифровика - да - насыщение это то, что он видит тестером на выводах. Типа повышаем ток в базу, а ток коллектора уже не растет. Если такой инженер доволен знаниями о транзисторе на этом уровне - да и пусть. Мне не жалко. А для инженера-микроэлектронщика - это комплексный процесс, в который вовлечены все части транзистора. Переходы со своей физикой, p- и n-области вне переходов со своей, и вся эта физика описывается своей математикой. Наиболее точно и реально физике происходящего соответствует та самая модель, которую я привел (знаете модель точнее, не считая упомянутых 3D-солверов, расскажите всем нам, и средства моделирования перейдут на другой уровень, а Вы будете счастливо жить на отчислениях за использование этой чудесной модели). Так вот - необходимым и достаточным условием насыщения является прямой ток через переход БК (и не надо то, что на самом переходе мешать с разностью потенциалов снаружи на выводах - контакты очень далеки от перехода, их потенциалы обуславливаются тем, что на переходе + сопротивлением области от перехода до контакта, а она, поверьте, не мала, ее глубина куда больше, чем собственно перехода, сопротивлением контакта, проволочки, а в динамике еще и пачкой других, индуктивных и емкостных паразитов), который открывает этот переход и обуславливает в т.ч. тот самый лишний заряд, который затрудняет закрытие насыщенного транзистора. И прочие вещи, необъяснимые моделью "ящика с дифференциальной бетой и графиками характеристик", однако нередко приводящие к эффектным пиротехническим эффектам непонятного для такого инженера происхождения.

RC не мое , а из модели , из которой Вы черпаете знания.

Называйте, пожалуйста, вещи своими именами. Я черпаю знания из физического устройства транзистора как комбинации различных материалов. А модель - лишь достаточно точное и наглядное его описание.

Если это так, то это легко проверить.

Можно еще легче проверить - просто взять и замерить оба "диода" БК и БЭ отдельно как классические диоды на предмет их Qrr. Т.е. сначала БЭ с висящим К, потом БК с висящим Э. Только вот непонятно, кому и зачем все это надо, если все это можно подчерпнуть из документации (моделей) транзисторов.

[тау]

Называйте, пожалуйста, вещи своими именами. Я черпаю знания из физического устройства транзистора как комбинации различных материалов. А модель - лишь достаточно точное и наглядное его описание.

Откуда эти божественные знания?

Из расширенной модели Гуммеля-Пуна, которая применяется в родном берклевском SPICE. (А модели лучше, более точно показывающей процессы в транзисторе, я не знаю. Не считая всяких там 3D-сольверов по обсчету полей в объемных структурах) А без этих знаний - насышение просто когда Uбэ > Uкэ. ....

своими именами и называл , кажется.