三極管飽和增益的陷阱

我以前一直很奇怪為什么設(shè)計(jì)的時(shí)候需要使得三極管的電流方法倍數(shù)設(shè)計(jì)在30甚至20倍以下，才能保證三極管飽和，一般在Datasheet中看到是這樣的：

 

當(dāng)Ic在增大的時(shí)候，線性方法的增益開始慢慢減小。

 

這張圖表很能迷惑人，當(dāng)我們以為Ic/Ib小于hfe的時(shí)候，管子并不是直接進(jìn)入飽和區(qū)的。也就是說，并不是電流的方法倍數(shù)小于hfe就能保證管子進(jìn)入飽和狀態(tài)，在線性輸出的時(shí)候也是管子最脆弱的時(shí)候（壓降很大，輸出能力有限，電平不對(duì)）



以300mA為例，此時(shí)的電流放大增益還在100以上，隨著Ib的增大，電流放大倍數(shù)的減小，三極管慢慢進(jìn)入飽和狀態(tài)，在深度飽和狀態(tài)的電流方法倍數(shù)實(shí)際上很小。這里需要區(qū)分：

飽和：當(dāng)三極管的基極電流增加而集電極電流不隨著增加時(shí)進(jìn)入飽和狀態(tài)。
深度飽和：當(dāng)Ib足夠大，使得Vce在很小的范圍內(nèi)的時(shí)候?yàn)樯疃蕊柡汀?br />
對(duì)照上圖300mA的時(shí)候，Ib接近15mA才能使得管子進(jìn)入深度飽和，也就是說放大倍數(shù)=20，在常溫的情況下。此圖是在ONSEMI的上面發(fā)掘的，說實(shí)話，雖然都是IC提供商，對(duì)待數(shù)據(jù)和圖表上，嚴(yán)謹(jǐn)程度還是有區(qū)別的。

通過閱讀同樣一款BC807的NXP的Datasheet，里面有大量的溫度曲線（這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就代表大筆的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用）

溫度的提升使得hfe變大，換個(gè)意思也可以這樣表述，要在低溫下進(jìn)入飽和狀態(tài)，hfe比常溫下還要惡劣一些：

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飽和壓降與好幾個(gè)因素有關(guān)

1.溫度：溫度越高，壓降越小

 

  2.集電極電流：電流越大，壓降越大

  

  3.進(jìn)入深度飽和之前，Ib越大，壓降越小
 

最后比較通用的法則：在通用的二極管下，功率二極管需要另行確認(rèn)。
設(shè)計(jì)飽和增益在25以下。
設(shè)計(jì)飽和電壓在0～0.4V。