O que é saturação de transistor

Na postagem anterior aprendemos Polarização BJT , neste artigo aprenderemos o que é transistor ou saturação BJT e como determinar o valor rapidamente por meio de fórmulas e avaliações práticas.

O que é saturação de transistor

O termo saturação se refere a qualquer sistema em que os níveis de especificação tenham atingido o valor máximo.

Pode-se dizer que um transistor está operando dentro de sua área de saturação, quando o parâmetro atual atinge o valor máximo especificado.

Podemos tomar o exemplo de uma esponja totalmente úmida, que pode estar em seu estado saturado quando não há espaço para conter mais líquido.

O ajuste da configuração pode resultar na alteração rápida do nível de saturação do transistor.

Dito isso, o nível de saturação máxima será sempre de acordo com a corrente máxima do coletor do dispositivo, conforme descrito na ficha técnica do dispositivo.

Nas configurações de transistores normalmente é garantido que o dispositivo não atinja o seu ponto de saturação, pois nesta situação o coletor da base deixa de estar no modo de polarização reversa, causando distorções nos sinais de saída.

Podemos ver um ponto operacional dentro da região de saturação na figura 4.8a. Observe que é aquela região específica onde a junção das curvas características com a tensão coletor-emissor é menor que VCEsat ou no mesmo nível. Além disso, a corrente do coletor é comparativamente alta nas curvas características.

Como calcular o nível de saturação do transistor

Comparando e calculando a média das curvas características das Figuras 4.8a e 4.8b, podemos possivelmente alcançar um método rápido de determinação do nível de saturação.

Na Fig 4.8b, vemos que o nível de corrente é relativamente mais alto enquanto o nível de tensão está em 0V. Se aplicarmos a lei de Ohm aqui, podemos calcular a resistência entre os pinos coletor e emissor do BJT da seguinte maneira:

Uma implementação de design prático para a fórmula acima pode ser vista na fig 4.9 abaixo:

Isso implica que sempre que for necessário avaliar rapidamente a corrente de coletor de saturação aproximada para um determinado BJT em um circuito, você pode simplesmente assumir um valor de curto-circuito equivalente através do coletor emissor do dispositivo e, em seguida, aplicá-lo na fórmula para obter o valor aproximado corrente de saturação do coletor. Simplificando, atribua VCE = 0V e então você pode calcular VCEsat facilmente.

Em circuitos com configuração de polarização fixa, conforme indicado na Fig 4.10, um curto-circuito pode ser aplicado, o que pode resultar em uma tensão em RC igual à tensão Vcc.

A corrente de saturação desenvolvida na condição acima pode ser interpretada com a seguinte expressão:

Resolvendo um exemplo prático para encontrar a corrente de saturação de um BJT:

Se compararmos o resultado acima com o resultado que adquirimos no final do esta postagem , descobrimos que o resultado I CQ = 2,35mA é muito menor do que os 5,45mA acima, o que sugere que normalmente os BJTs nunca são operados no nível de saturação em circuitos, em vez disso em valores muito mais baixos.