BJT ut tanget

Definitio BJT ut Commutator

BJT (bipolaris iuncturae transistor) definitur ut dispositivum quod agit ut commutator per controllandum currentem basis-emittoris ad mutandum resistentiam emittoris-collectoris.

Commutator creat circuitum apertum (resistentia infinita) quando in positione 'OFF' et circuitum clausum (resistentia nulla) quando in positione 'ON'. Similiter, in bipolare iuncturae transistore, controllo currentis basis-emittoris potest fieri ut resistentia emittoris-collectoris fere infinita vel fere nulla sit.

In characteristica transistore, tria regiones sunt. Haec sunt

• Regio Cutoff

• Regio Activa

• Regio Saturatio

In regione activa, currentus collectoris (IC) manet constans super latam gamman tensionis collectoris-emittoris (VCE). Hic currentus constans causat significativam perditionem potentiae si transitor operatur in hac regione. Comutator idealis nullam habet perditionem potentiae quando OFF, quia currentus est nullus.

Similiter, quando comutator est ON, tensio transversalis comutatoris est nulla, ergo iterum nullam perditionem potentiae est. Quando volumus BJT ut operetur ut comutator, debet operari ita ut perditio potentiae durante conditionibus ON et OFF sit fere nulla, vel valde parva.

Hoc solum possibile est quando transitor operatur in regione marginali characteristicae. Regiones cutoff et saturatio sunt duae regiones marginales in characteristica transistore. Nota quod hoc applicatur tam transitoribus npn quam pnp.

In figura, quando currentus basis est nullus, currentus collectoris (IC) habet valde parvam constantem valorem pro lata gama tensionis collectoris-emittoris (VCE). Itaque quando transitor operatur cum currente basico ≤ 0, currentus collectoris (IC ≈ 0) est valde tenuis, ideo transitor dicitur esse in conditione OFF, sed simul, perditio potentiae transversalis transitoris switch, id est IC × VCE, est negligibilis propter valde tenue IC.

Transistor connectitur in serie cum resistentia output RC. Ergo, currentus per resistentiam output est

Si transitor operatur cum currente basico I B3 pro quo currentus collectoris est IC1. IC minor est quam IC1, tunc transitor operatur in regione saturatio. Hic, pro omni currente collectore minor quam IC1, erit valde tenuis tensio collectoris-emittoris (VCE < VCE1). Itaque in hac situ, currentus per transistorem est tantus quantus currentus oneris, sed tensio transversalis transistore (VCE < VCE1) valde parva, ideo perditio potentiae in transistore est negligibilis.

Transistor agit ut commutator ON. Itaque pro utendo transistore ut commutator, oportet nos certificare ut currentus basico applicatus sit sufficienter magnus ut retineat transistorem in regione saturatio, pro currentu collectore. Ita, ex explanatione supradicta, possumus concludere quod bipolaris iuncturae transistorem agit ut commutator solummodo quando operatur in regionibus cutoff et saturatio characteristicae. In applicatione commutationis, regio activa vel regio activa characteristicae evitatur. Ut iam diximus, perditio potentiae in commutatore transistore est valde parva sed non nulla. Itaque, non est commutator idealis sed acceptatur ut commutator pro specificis applicationibus.

Cum eligis transistorem ut commutator, considera eius rating. Durante statu ON, transitor debet gerere totum currentem oneris. Si hic currentus excedit capacitas safe currentis collectoris-emittoris, transitor potest supercalorari et destrui. Durante statu OFF, transitor debet sustinere tensionem circuiti aperti oneris ut preveniat breakdown. Radiator caloris aptus est essentialis pro gestionando calorem. Unusquisque transistorem tempus finitum sumit ut commutet inter statos OFF et ON.

Quamvis tempus commutationis sit brevissimum, saepe minus quam paucis microsecondis, non est nullum. Durante periodum commutationis ON, currentus (IC) crescit dum tensio collectoris-emittoris (VCE) decrescit versus nullum. Est momentum quando ambo currentus et tensio sunt in maximo, causantes perditiam potentiae maximam. Idem accidit quando commutatur ab ON ad OFF. Perditio potentiae maxima accidit durante istis transitionibus, sed energia dissipata est moderata propter brevem periodum transitionis. Ad frequentiis parvis, generatio caloris est manageabilis, sed ad frequentiis magnis, significativa perditio potentiae et calor occurrunt.

Notandum est, generatio caloris non solum accidit durante condicionibus transientibus sed etiam durante conditionibus steady ON vel OFF transistore, sed quantitas caloris durante conditionibus steady est valde parva et negligibilis.