BJT as Wissel

BJT as 'n Skakelaar Definisie

'n BJT (bipolaire kruisingskwekker) word gedefinieer as 'n toestel wat as 'n skakelaar funksioneer deur die basis-emitter-stroom te beheer om die emitter-verzamelaar-weerstand te verander.

'n Skakelaar skep 'n oop sirkel (oneindige weerstand) wanneer dit in die "AUS"-posisie is en 'n kortsluiting (nul weerstand) wanneer dit in die "AN"-posisie is. Op dieselfde manier, in 'n bipolaire kruisingskwekker, kan die beheer van die basis-emitter-stroom die emitter-verzamelaar-weerstand byna oneindig of byna nul maak.

In die karakteristieke van 'n kwekker is daar drie gebiede. Hulle is

• Afknippingsgebied

• Aktiefgebied

• Verzadigingsgebied

In die aktiefgebied bly die verzamelaar-stroom (IC) konstant oor 'n wyd spektrum van verzamelaar-emitter-spanning (VCE). Hierdie konstante stroom veroorsaak beduidende kragverlies as die kwekker in hierdie gebied werk. 'n Ideale skakelaar het geen kragverlies wanneer dit AUS is, omdat die stroom nul is.

Op dieselfde manier, wanneer die skakelaar AN is, is die spanning oor die skakelaar nul, dus is daar weer geen kragverlies nie. Wanneer ons wil dat 'n BJT as 'n skakelaar funksioneer, moet dit so bedryf word dat die kragverlies tydens die AN- en AUS-toestande byna nul of baie laag is.

Dit is slegs moontlik wanneer die kwekker slegs in die marginaalgebiede van die karakteristieke bedryf word. Die afknippingsgebied en verzadigingsgebied is twee marginaalgebiede in die kwekkerkarakteristieke. Let op dat dit op beide npn-kwekkers en pnp-kwekkers van toepassing is.

In die figuur, wanneer die basisstroom nul is, het die verzamelaarstroom (IC) 'n baie klein konstante waarde vir 'n wyd spektrum van verzamelaar-emitter-spanning (VCE). Dus, wanneer die kwekker met 'n basisstroom ≤ 0 bedryf word, is die verzamelaarstroom (IC ≈ 0) baie klein, en dus word die kwekker beskou as in die AUS-toestand, maar te sameertyd is die kragverlies oor die kwekker-skakelaar, naamlik IC × VCE, verwaarloosbaar weens die baie klein IC.

Die kwekker is in reeks met 'n uitsetweerstand RC verbonden. Dus is die stroom deur die uitsetweerstand

As die kwekker met 'n basisstroom I B3 bedryf word, waarvoor die verzamelaarstroom IC1 is, en IC is minder as IC1, dan word die kwekker in die verzadigingsgebied bedryf. Hier, vir enige verzamelaarstroom minder as IC1, sal daar 'n baie klein verzamelaar-emitter-spanning (VCE < VCE1) wees. Dus in hierdie situasie, is die stroom deur die kwekker so hoog as die belastingstroom, maar die spanning oor die kwekker (VCE < VCE1) baie laag, en dus is die kragverlies in die kwekker verwaarloosbaar.

Die kwekker gedrag as 'n AN-skakelaar. Dus, vir die gebruik van die kwekker as 'n skakelaar, moet ons verseker dat die toegepasde basisstroom voldoende hoog is om die kwekker in die verzadigingsgebied te hou, vir 'n verzamelaarstroom. So, uit die bo-aflegging, kan ons tot die gevolgtrekking kom dat 'n bipolaire kruisingskwekker slegs as 'n skakelaar funksioneer wanneer dit in die afknippings- en verzadigingsgebiede van sy karakteristieke bedryf word. In skakeltoepassings word die aktiefgebied of aktiefgebied van karakteristieke vermy. Soos reeds genoem, is die kragverlies in die kwekker-skakelaar baie laag, maar nie nul nie. Dus, is dit nie 'n ideale skakelaar nie, maar word aanvaar as 'n skakelaar vir spesifieke toepassings.

Wanneer jy 'n kwekker as 'n skakelaar kies, moet jy sy rating oorweeg. Tydens die AN-toestand, moet die kwekker die volle belastingstroom hanteer. As hierdie stroom die veilige verzamelaar-emitter-stroomkapasiteit oorskry, kan die kwekker oorgewarm raak en vernietig word. Tydens die AUS-toestand, moet die kwekker die oop-sirkelspanning van die belasting talleer om inslag te voorkom. 'n Geskikte hitte-afgif is noodsaaklik vir die bestuur van warmte. Elke kwekker neem 'n eindige tyd om tussen die AUS- en AN-toestande te skakel.

Alhoewel die skakeltyd baie kort is, dikwels minder as 'n paar mikrosekondes, is dit nie nul nie. Tydens die AN-skakelperiode, neem die stroom (IC) toe terwyl die verzamelaar-emitter-spanning (VCE) na nul afneem. Daar is 'n oomblik wanneer sowel stroom as spanning by hul maksimum is, wat piek-kragverlies veroorsaak. Dit gebeur ook wanneer daar van AN na AUS geskakel word. Maksimum kragverlies vind plaas tydens hierdie oorgangs, maar die energie wat verskuif word, is matig as gevolg van die kort oorgangstydsduur. By lae frekwensies is warmte-uitsetting beheersbaar, maar by hoë frekwensies vind betekenisvolle kragverlies en warmte plaas.

Dit moet opgemerk word dat warmte-uitsetting nie slegs tydens oorgangs plaasvind nie, maar ook tydens stabiele AN- of AUS-toestande van die kwekker, maar die hoeveelheid warmte tydens stabiele toestande is baie klein en verwaarloosbaar.