Hier besprechen wir die Betriebsbereiche des Bipolar Junction Transistors (BJT) und seine Funktionsweise. In diesem Beitrag finden Sie detaillierte Erläuterungen zu den verschiedenen Betriebszuständen eines BJT, einschließlich der Frage, wann er als Verstärker arbeitet und wann er sich in der Sättigungszone befindet.
Was sind die Einsatzgebiete des BJT?
Der Bipolar Junction Transistor (BJT) arbeitet in drei Hauptzonen:
- Aktive Region: Hier fungiert der BJT als Verstärker. In diesem Bereich ist der Basis-Emitter-Übergang in Durchlassrichtung und der Basis-Kollektor-Übergang in Sperrrichtung vorgespannt.
- Sättigungsbereich: Hier sind sowohl die Basis-Emitter- als auch die Basis-Kollektor-Übergänge in Durchlassrichtung vorgespannt. In diesem Bereich verhält sich der BJT wie ein geschlossener Schalter, der einen maximalen Stromfluss zwischen Kollektor und Emitter ermöglicht.
- Cutoff-Region: In dieser Zone sind beide Kreuzungen in Sperrrichtung vorgespannt. Der BJT verhält sich wie ein offener Schalter und zwischen Kollektor und Emitter fließt nur sehr wenig Strom.
Wie funktioniert ein BJT?
Ein BJT steuert den Stromfluss durch seinen Kollektor-Emitter-Pfad mithilfe eines kleineren Stroms, der an seine Basis angelegt wird. Es besteht aus drei Schichten: Emitter, Basis und Kollektor. Wenn ein kleiner Strom in den Basis-Emitter-Übergang fließt, kann ein größerer Strom vom Kollektor zum Emitter fließen. Das Verhältnis dieser Ströme wird als Stromverstärkung (β) des Transistors bezeichnet. Dieses Verhalten ermöglicht es dem BJT, Signale zu verstärken oder elektronische Signale ein- und auszuschalten.
Wann befindet sich ein BJT in der aktiven Zone?
Ein BJT befindet sich in der aktiven Zone, wenn der Basis-Emitter-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist (d. h. die Basisspannung ist bei Silizium-BJTs etwa 0,7 V höher als die Emitterspannung) und der Basis-Kollektor-Übergang in Sperrrichtung vorgespannt ist. In diesem Bereich kann der BJT Signale verstärken, da der Kollektorstrom durch den Basisstrom gesteuert wird. Dieser Bereich ist von entscheidender Bedeutung für Anwendungen, bei denen eine Signalverstärkung erforderlich ist, beispielsweise in Audio- oder Hochfrequenzschaltungen.
In welchem Bereich verhält sich der BJT als Verstärker?
Der BJT verhält sich im aktiven Bereich wie ein Verstärker. In dieser Zone verstärkt der Transistor das an der Basis anliegende Eingangssignal, wodurch zwischen Kollektor und Emitter ein proportional größeres Ausgangssignal entsteht. Die Fähigkeit, Signale zu verstärken, beruht auf dem kontrollierten Stromfluss vom Kollektor zum Emitter, der durch den kleinen Basisstrom moduliert wird.
Wann befindet sich ein BJT in der Sättigungszone?
Ein BJT befindet sich in der Sättigungszone, wenn sowohl die Basis-Emitter- als auch die Basis-Kollektor-Übergänge in Durchlassrichtung vorgespannt sind. Dies geschieht, wenn die Basisspannung ausreichend hoch ist, um beide Übergänge in Durchlassrichtung vorzuspannen. Im Sättigungsbereich verhält sich der Transistor wie ein geschlossener Schalter, sodass maximaler Strom vom Kollektor zum Emitter fließen kann. Dieser Zustand wird häufig in digitalen Schaltkreisen für Schaltanwendungen verwendet, bei denen der Transistor den Stromfluss vollständig leiten oder vollständig blockieren muss.
Wir hoffen, dass diese Erklärung Ihnen geholfen hat, die verschiedenen Betriebsbereiche eines BJT und seine Funktionsweise in verschiedenen Szenarien zu verstehen. Wenn Sie diese Konzepte verstehen, können Sie besser verstehen, wie BJTs in Verstärkungs- und Schaltanwendungen eingesetzt werden. Wir glauben, dass dieser Artikel Ihnen hilft, ein klareres Verständnis der BJTs und ihrer Betriebseigenschaften zu erlangen.
