Jaké je napětí, když je tranzistor vypnutý?

Definice stavu tranzistoru
Stručný stav tranzistoru je zkrátka stav, ve kterém je tranzistor za specifických podmínek téměř nevodivý. K tomuto stavu obvykle dochází, když je základní proud nulový nebo extrémně malý, což vede k téměř žádnému proudu mezi kolektorem a emitorem. V BJTS (bipolární tranzistory) to obvykle znamená, že jak emitorové, tak sběratelské křižovatky jsou ve stavu reverzního zkreslení, zatímco ve FET (tranzistory efektu v terénu) se projevuje jako kanál, který je sevřen nebo vůbec žádný kanál.
Koncept mezního napětí
Napětí, při kterém je tranzistor vypnuto, obvykle odkazuje na podmínku minimálního napětí potřebného k tomu, aby tranzistor do výplního stavu. Tato hodnota napětí se může lišit u různých typů tranzistorů a různých provozních podmínek. U BJTS je mezní napětí spojeno hlavně s napětím mezi emitorem a základnou (VBE). Když je VBE menší nebo roven specifické hodnotě (tj. VÝTACE VCETAGE VCESAT), tranzistor vstoupí do mezního stavu. Pro FET, zejména MOSFET, je mezní napětí více spojeno s napětím mezi bránou a zdrojem (VGS). Když je VGS menší než prahové napětí (VT), tranzistor je ve výřezovém stavu.
Výpočet a ovlivňující faktory mezního napětí
U BJTS je výpočtovým vzorem pro mezní napětí VCESAT obvykle VCESAT=IC/ +VBE, kde IC je proud kolektoru, faktorem násobení tranzistoru a VBE je napětí mezi emitorem a základnou. Tento vzorec se však používá hlavně pro výpočty teoretické analýzy a návrhu. V praxi je mezní napětí ovlivněno také mnoha dalšími faktory, jako je výrobní proces tranzistorů, teploty a dalších složek v obvodu.
Pro FET, zejména MOSFET, je jeho mezní napětí určeno hlavně prahovým napětím Vt. Prahové napětí je minimální napětí brány potřebné k zahájení vedení v kanálu MOSFET. Když je VGS menší než VT, kanál je sevřen nebo neexistující a tranzistor je ve stavu off. Velikost prahového napětí závisí na faktorech, jako je výrobní proces, koncentrace dopingu, délka kanálu a tloušťka vrstvy oxidu brány MOSFET.
Aplikace odříznutí napětí v návrhu obvodu
Pochopení a použití mezního napětí tranzistorů je zásadní při návrhu obvodu. Řízením základny nebo brány napětí tranzistoru může být přepínací stav tranzistoru přesně ovládán, čímž se dosáhne logické funkce a zpracování signálu obvodu. Například v digitálních obvodech se tranzistory často používají jako přepínací prvky k dosažení přenosu signálu a zpracování tím, že ovládají jejich stavy OFF a ON.
Navíc v analogových obvodech hraje důležitou roli také mezní napětí tranzistorů. Úpravou mezního napětí tranzistoru lze změnit provozní bod a zisk obvodu, čímž optimalizují výkon obvodu. Například v obvodu zesilovače může nastavení mezního napětí tranzistoru rozumně zajistit, aby obvod udržoval vysoký zisk, když je vstupní signál malý, přičemž se zabrání zkreslení nasycení, když je vstupní signál velký.
https://www.trrrsemicon.com/transistor/transistor-npn-d882-sot-89.html