Transistorbetriebsbereiche sind für den Entwurf und die Analyse elektronischer Schaltungen von wesentlicher Bedeutung. Das Verständnis, wie schrittweise Berechnungen durchgeführt werden, hilft bei der Bestimmung, ob sich ein Transistor in Sättigung, Abschaltung oder aktiver Region befindet.

Transistorregionen verstehen

Ein Bipolar-Junction-Transistor (BJT) arbeitet in verschiedenen Bereichen, abhängig von den an seinen Anschlüssen anliegenden Spannungen, wobei die beiden Primärbereiche gesperrt und gesättigt sind. Bei der Abschaltung ist der Transistor gesperrt, ohne dass Strom fließt. Bei der Sättigung ist der Transistor vollständig eingeschaltet, so dass ein maximaler Stromfluss möglich ist.

Schrittweiser Berechnungsprozess

Um die Betriebsregion zu bestimmen, führen Sie die folgenden Schritte aus:

  • Identifizieren Sie die Versorgungsspannung und die Widerstände, die mit dem Transistor verbunden sind.
  • Berechnen Sie den Basisstrom (IB) mit dem Ohmschen Gesetz basierend auf dem Basiswiderstand und der Eingangsspannung.
  • Bestimmen Sie den Kollektorstrom (IC) unter Verwendung der Stromverstärkung (β) des Transistors: IC = β × IB).
  • Die Kollektor-Emitter-Spannung (VCE) wird mit dem Spannungsgesetz von Kirchhoff berechnet: VCC - IC × RC - VCE = 0.
  • Vergleichen Sie VCE mit der Sättigungsspannung (VCE(sat)) und der Basis-Emitter-Spannung (VBE) mit der Schwellenspannung, um die Region zu identifizieren.

Bestimmung der Sättigung und des Cutoff

Wenn VCE kleiner oder gleich VCE(sat) ist (normalerweise um 0,2 V), befindet sich der Transistor in Sättigung. Wenn VBE unter der Schwellenspannung liegt (etwa 0,7 V für Silizium-BJTs), befindet sich der Transistor in Abschaltung. Diese Berechnungen helfen, Schaltungen mit gewünschten Schalteigenschaften zu entwerfen.