Активний режим, режим глибокого відсічення, режим насичення транзистора

Розрізняють три основних режими роботи біполярного транзистора: активний, відсічення, насичення.

В активному режимі активному режимі в прямому напрямку зміщений емітерний перехід, і колекторний перехід зміщений у зворотному напрямку.

Таким чином, в ідеалізованому транзисторі струм колектора і напруга емітер—база при визначеному значенні струму Iе не залежать від напруги, прикладеної до колекторного переходу. У дійсності зміна напруги Uкб змінює ширину бази через зміну розмірів колекторного переходу і відповідно змінює градієнт концентрації неосновних носіїв заряду. Так, зі збільшенням | U_КБ| ширина бази зменшується, градієнт концентрації дірок у базі і струм Iе збільшуються. Крім цього, зменшується імовірність рекомбінації дірок і збільшується коефіцієнт передачі струму α.

У режимі глибокого відсічення обидва переходи транзистора зміщені в зворотному напрямку за допомогою зовнішніх напруг.

У режимі глибокого відсічення струм колектора має мінімальне значення, рівне струму одиничного PN переходу, зміщеного в зворотному напрямку. Струм емітера має протилежний знак і значно менше струму колектора. Тому в багатьох випадках його вважають рівним нулю.

Струм бази в режимі глибокого відсічення приблизно дорівнює струму колектора Режим глибокого відсічення характеризує замкнений стан транзистора, у якому його опір максимальний, а струми електродів мінімальні. Він широко використовується в імпульсних пристроях, де біполярний транзистор виконує функції електронного ключа.

При режимі насичення обидва PN переходи транзистора за допомогою прикладених зовнішніх напруг зміщені в прямому напрямку. При цьому спадання напруги на транзисторі (Uке) мінімальне й оцінюється десятками мілівольтів. Режим насичення виникає тоді, коли струм колектора транзистора обмежений параметрами зовнішнього джерела енергії і при даній схемі включення не може перевищити якесь значення Ікmах. У той же час параметри джерела зовнішнього сигналу узяті такими, що струм емітера істотно більше максимального значення струму в колекторному ланцюзі: Ікmах < α Iе.

Тоді колекторний перехід виявляється відкритим, спадання напруги на транзисторі — мінімальним і не залежним від струму емітера.

Для того, щоб транзистор з активного режиму перейшов у режим насичення, необхідно збільшити струм емітера (при нормальному включенні) так, щоб почала виконуватися умова Ікmах< αIе. Причому значення струму Іе, при якому починається цей режим, залежить від струму Ікmax, обумовленого параметрами зовнішнього ланцюга, у який включений транзистор.