三极管饱和增益的陷阱

作者：yzhu05

我以前一直很奇怪为什么设计的时候需要使得三极管的电流方法倍数设计在30甚至20倍以下，才能保证三极管饱和，一般在Datasheet中看到是这样的：



当Ic在增大的时候，线性方法的增益开始慢慢减小。



这张图表很能迷惑人，当我们以为Ic/Ib小于hfe的时候，管子并不是直接进入饱和区的。也就是说，并不是电流的方法倍数小于hfe就能保证管子进入饱和状态，在线性输出的时候也是管子最脆弱的时候（压降很大，输出能力有限，电平不对）



以300mA为例，此时的电流放大增益还在100以上，随着Ib的增大，电流放大倍数的减小，三极管慢慢进入饱和状态，在深度饱和状态的电流方法倍数实际上很小。这里需要区分：

饱和：当三极管的基极电流增加而集电极电流不随着增加时进入饱和状态。
深度饱和：当Ib足够大，使得Vce在很小的范围内的时候为深度饱和。

对照上图300mA的时候，Ib接近15mA才能使得管子进入深度饱和，也就是说放大倍数=20，在常温的情况下。此图是在ONSEMI的上面发掘的，说实话，虽然都是IC提供商，对待数据和图表上，严谨程度还是有区别的。

通过阅读同样一款BC807的NXP的Datasheet，里面有大量的温度曲线（这些实验数据就代表大笔的实验费用）

温度的提升使得hfe变大，换个意思也可以这样表述，要在低温下进入饱和状态，hfe比常温下还要恶劣一些：



饱和压降与好几个因素有关

1.温度：温度越高，压降越小



  2.集电极电流：电流越大，压降越大



  3.进入深度饱和之前，Ib越大，压降越小


最后比较通用的法则：在通用的二极管下，功率二极管需要另行确认。
设计饱和增益在25以下。
设计饱和电压在0～0.4V。