Wat is Verzadigingsgebied (saturation region)?

Toestand van een bipolaire transistor waarin zowel de basis-emitter- als de basis-collectorjunctie in doorlaatrichting staat. De collector-emitterspanning daalt tot ongeveer 0,1 tot 0,3 V, wat overeenkomt met een ingeschakelde schakelaar.

Japanse benaming: 飽和領域

“Verzadigingsgebied (saturation region)” komt voor in 11 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. MOSFET, Bipolaire transistor.

Verband tussen drainstroom en drainspanning van een MOSFET Drain-sourcespanning VDS Drainstroom ID ,,1 ,,4 ,,9 VGS − Vth = 3 V = 2 V = 1 V Lineair gebied Verzadigingsgebied De verzadigingsstroom is evenredig met (VGS − Vth)²
Verband tussen drainstroom en drainspanning van een MOSFET · Bekijken in het figurenoverzicht

Vakgebied: Bipolaire transistor

Nu oefenen: vragen over Verzadigingsgebied (saturation region)

Welke richtwaarde voor de collector-emitterspanning van een bipolaire siliciumtransistor in het verzadigingsgebied is juist?

  1. ACirca 0,1 tot 0,3 V
  2. BCirca 5 V
  3. CCirca 20 V
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Circa 0,1 tot 0,3 V

In het verzadigingsgebied staan beide overgangen in doorlaatrichting en heffen de doorlaatspanningen van de twee overgangen elkaar vrijwel op, zodat VCE(sat) klein is, circa 0,1 tot 0,3 V. Dit is de spanningsval in de aan-toestand van de schakelaar en het verlies is VCE(sat) × IC. Bij grote stromen komt de collectorweerstand erbij en wordt VCE(sat) groter. Vergeleken met de spanningsval door de aan-weerstand van een MOSFET is een MOSFET bij lage spanning en grote stroom vaak voordeliger.

Welke toestand van de overgangen is juist wanneer een bipolaire transistor in het verzadigingsgebied is?

  1. AZowel de basis-emitterovergang als de basis-collectorovergang in doorlaatrichting
  2. BBeide overgangen in sperrichting
  3. CDe basis-emitterovergang in sperrichting en de basis-collectorovergang in doorlaatrichting
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Zowel de basis-emitterovergang als de basis-collectorovergang in doorlaatrichting

In het verzadigingsgebied staat naast de basis-emitterovergang ook de basis-collectorovergang in doorlaatrichting. De collectorstroom wordt door de uitwendige schakeling (VCC/RC enz.) begrensd en neemt bij een grotere basisstroom nauwelijks toe. IC/IB is dan kleiner dan hFE en wordt "geforceerde β" genoemd en dient als maat voor de diepte van verzadiging. In de aan-toestand van de schakelaar is VCE klein, circa 0,1 tot 0,2 V, maar er moet rekening worden gehouden met vertraagd uitschakelen door opgeslagen lading.

“Verzadigingsgebied (saturation region)” in de toelichting

Vragen met “Verzadigingsgebied (saturation region)” (11)

  1. Welke richtwaarde voor de collector-emitterspanning van een bipolaire siliciumtransistor in het verzadigingsgebied is juist?
  2. Welke toestand van de overgangen is juist wanneer een bipolaire transistor in het verzadigingsgebied is?
  3. Waaraan is de drainstroom ID ongeveer evenredig wanneer een lang-kanaal MOSFET in het verzadigingsgebied werkt? (VGS: gate-sourcespanning, Vth: drempelspanning)
  4. Hoe heet het verschijnsel waarbij in een MOSFET in het verzadigingsgebied de effectieve kanaallengte korter wordt als de drainspanning wordt verhoogd, waardoor de drainstroom iets toeneemt?
  5. Welke voorwaarde is juist voor het werken van een lang-kanaal nMOSFET in het verzadigingsgebied? (Neem VGS > Vth aan)
  6. Welke formule geeft de kleinsignaaluitgangsweerstand ro van een MOSFET in het verzadigingsgebied, uitgedrukt in de kanaallengtemodulatiecoëfficiënt λ en de drainstroom ID?
  7. Welke biasvoorwaarde is juist wanneer een NPN-transistor voor versterking wordt gebruikt (in het actieve gebied)?
  8. Welk werkgebied van een bipolaire transistor komt overeen met de aan-toestand wanneer hij als schakelaar wordt gebruikt?
  9. Welke uitspraak over het actieve gebied is juist als de uitgangskarakteristiek (IC-VCE) van een transistor in gemeenschappelijke-emitterschakeling met de basisstroom IB als parameter wordt getekend?
  10. Welk gedrag van een MOSFET is juist in het lineaire gebied, waar de drain-sourcespanning VDS voldoende klein is?
  11. Welke definitie van de transconductantie gm van een MOSFET is juist?

Verwante termen

Stroomversterkingsfactor (hFE) Aan-weerstand (on-resistance) Snelheidsverzadiging (velocity saturation) Kanaallengtemodulatie Drempelspanning (threshold voltage) Early-effect Transconductantie Actief gebied Afsnijgebied (cut-off) Common-emitterschakeling

Naar de woordenlijst