16. Ключевой режим транзисторов. Энергетическая эффективность ключевого режима.

В зависимости от состояния p-n переходов транзисторов различают 3 вида его работы:

-Режим отсечки. Это режим, при котором оба его перехода закрыты (и эмиттерный и коллекторный). Ток базы в этом случае равен нулю. Ток коллектора будет равен обрат¬ному току. Уравнение динамического режима будет иметь вид:

Uкэ = Eк - Iкбо * Rк

Произведение Iкбо * Rк будет равно нулю. Значит, Uкэ -> Eк.

-Режим насыщения - это режим, когда оба перехода - и эмиттерный, и коллекторный открыты, в транзисторе происходит свободный переход носителей зарядов, ток базы будет максимальный, ток коллектора будет равен току коллектора насыщения. Iб = max; Iк =(примерно равен) Iк.н.; Uкэ = Eк - Iк.н * Rн Произведение Iк.н * Rн будет стремиться к Eк. Значит, Uкэ -> 0.

-Линейный режим - это режим, при котором эмиттерный переход открыт, а коллекторный закрыт.

Iб.max > Iб > 0; Iк.н > Iк > Iкбо Eк > Uкэ > Uкэ.нас

Ключевым режимом работы транзистора называется такой режим, при котором рабочая точка транзистора скачкообразно переходит из режима отсечки в режим насыщения и наоборот, минуя линейный режим.

Резистор Rб ограничивает ток базы транзистора, чтобы он не превышал максимально допу¬стимого значения. В промежуток времени от 0 до t1 входное напряжение и ток базы близки к нулю, и транзистор находится в режиме отсечки. Напряжение Uкэ, является выходным и будет близко к Eк. В промежуток времени от t1 до t2 входное напряжение и ток базы транзистора становятся максимальными, и транзистор перейдёт в режим насыщения. После момента вре¬мени t2 транзистор переходит в режим отсечки. Вывод: транзисторный ключ является инвертором, т. е. изменяет фазу сигнала на 180 градусов.