NPN-Schalter im eingeschalteten Zustand im Vorwärts-Aktiv- oder Sättigungsbereich?

Wenn ein NPN-Transistor wie unten gezeigt als Schalter verwendet wird, arbeitet er im Vorwärts-Aktivbereich oder im Sättigungsbereich, wenn er eingeschaltet ist? Ich glaube, es funktioniert im Vorwärts-Aktivbereich, da V_BC = 0 V < 0,4 V und V_BE = 0,7 V. Ich habe irgendwo gelesen, dass ein NPN in der Sättigung ist, wenn es in der gezeigten Konfiguration als Schalter betrieben wird. Ich würde mich freuen, wenn jemand klären kann.

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v C E Wenn der Transistor eingeschaltet ist, zeigt dies an, ob er in Sättigung ist. In Ihrem Fall v C E = 0,7   v und damit nicht in Sättigung.
@skvery woher weißt du V_CE = 0,7 V?
v B C = 0   v
Die Sättigung ist eine Eigenschaft einer Schaltung, nicht eine Eigenschaft eines isolierten Transistors. Wenn | v C E | < | v B E | dann geht der Transistor in die Sättigung.
Verwenden Sie ein Multimeter, um die Spannung vom Emitter zum Kollektor zu messen, wenn Ihr CONTROL-Eingang 5 V beträgt. Wenn die gemessene Spannung weniger als etwa 0,5 V beträgt, ist der Transistor mit Sicherheit gesättigt.
Ja Offensichtlich gesättigt, wie er andeutete v C e = v B e − v B C     = 0,7-0,4 = 0,3 Wenn Vce < Vbe ist es in Sättigung, dh wenn Vbc > 0 , aber unter hohen Strömen beginnt die Sättigung oft, THD durch eine Reduzierung von hFE Vce < 1 V die ganze Zeit und Vce < 2 V in einigen der Geräte zu verursachen . Vce wird in den Spezifikationen immer als Vce(sat) angegeben, ist aber per Definition der Sättigungswert, beginnt aber bei einer höheren Spannung durch Verzerrung.
Sättigungsspezifikationen werden jetzt fast immer für Ic/Ib=10 (etwa 20:1) angegeben, funktionieren aber oft mit 10 % des typischen hFE, aber es kann immer noch teilweise in Sättigung in Geräten mit hohem hFE mit Ic/Ib=50 oder etwa 50 % sein. des typischen hFE also geringfügig linear/Sättigung und hängt von der Anwendung ab.
Praktisch wäre Ihr Transistor in Sättigung. Sie können dies leicht erkennen, indem Sie sich das Verhältnis von Basiswiderstand zu Kollektorwiderstand von 10: 1 ansehen. Wenn der Basisstrom 4,3 mA und das Beta 50 beträgt, müsste der Kollektorstrom über 200 mA liegen, um im linearen Bereich zu sein. Aber mit nur 5 V an 100 Ohm werden Sie niemals 200 mA bekommen. (0,2 A * 100 Ohm = 20 V).

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Eine schnelle Berechnung: Ib im EIN-Zustand beträgt etwa 4,3 mA. (= (5V-0,7V)/1kOhm). Wenn der Transistor eine Stromverstärkung von = 50 hat, sollte der Ic 50 * 4,3 mA = 215 mA betragen.

R2 und +5VDC Versorgung begrenzen den Ic unter 5V/100Ohm = 50mA. Es gibt also mindestens 4x zu viel Ib, der Transistor ist stark gesättigt.

Aufgrund des Spannungsabfalls der LED (oft etwa 1,5 V) beträgt der theoretische maximale Strom wahrscheinlich nur 35 mA. Dies gibt mehr Grund zu der Annahme, dass die Sättigung wahr ist.

Die Stromverstärkung =50 ist nur eine Frage, aber selbst wenn sie nur 25 beträgt, ist der Transistor immer noch stark gesättigt.

Das wurde nicht gefragt, aber vielleicht ist es interessant: Die Sättigung resultiert aus einem zu hohen Ib. Dies geschieht, um sicherzustellen, dass verschiedene einzelne Transistoren des gleichen Typs sicher genug Ib für ein ordnungsgemäßes (= geringer Spannungsabfall) Schalten haben. Die Sättigung macht die Rückkehr in den Aus-Zustand langsam und verzögert, aber oft ist dies nicht schädlich. Hochleistungs-Hochfrequenz-Impulsschaltungen leiden stark, wenn die Wirkung langsam oder verzögert ist. Es verursacht eine übermäßige Erwärmung. Sogar Kurzschlüsse sind möglich, wenn ein vorübergehender Strompfad durch Transistoren direkt von +Versorgung zu GND oder -Versorgung besteht.

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