三极管开关为什么工作在饱和区和截至区

三极管开关为什么工作在饱和区和截至区

我们都知道三极管有三个工作区(截止区、放大区、饱和区),一般我们都使用其放大区间,可将其作为开关来使用时却恰恰抛弃了放大区而选择不常用的饱和区和截止区,放大区为什么就不香了呢?
三极管开关为什么工作在饱和区和截至区_第1张图片
回答这个问题就得先介绍三极管的三个工作区。
截止区:如上图所示当输入Ui<0.7v时即be之间的电压肯定<0.7v那么三极管处于截至状态,此时ce之间无电流,相当于电阻无穷大或者开路,电流ic全流入了Uo那么Uo输出高电平。
放大区:要进入放大区那么就得使输入Ui>0.7使得be导通,be导通那么就会产生电流Ib,因Vcc大于Ui所以可以产生电流Ic=B*Ib,Uce=Vcc-Ic*Rc>0.7,而放大区最重要得特征就是Uce要大于0.7v。(不要纠结为什么Vcc>Ui,这是已知条件)
饱和区:饱和区同样要使得Ui>0.7使be导通,此时ce之间也会有电流,其与放大区最大的区别就是Uce小于等于0.7v。

有了上面三个概念现在再把ce当成开关来理解,那么截止区就相当于开关是断开的,这个符合常理,也很好理解。问题是放大区和饱和区都能使三极管导通也就相当于ce开关是闭合的,为什么就不用放大区而用饱和区呢。道理很简单如果把ce看成开关,那么当ce闭合时,我们要求Uo应该输出低电平,且这个电平越接近零越好。那么请回到放大区的概念中,发现放大区ce的电压大于0.7v,而饱和区的ce小于0.7v,所以选择饱和区输出的低电平更加低也就是更好。
看到这也许就有疑问了,按上图所示我们输出低电平最理想的情况就是使得ce之间的电平为零,而你只说饱和区的ce小于0.7v并没说它最小能小到多少v,其实这里理论上ce的电压可以小到0.1v到0.2v。
此时问题又来了,怎么才能减少ce之间的电压呢?
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