晶体管通过饱和或截止驱动电子开关。两者之间的区域是线性区域。晶体管在该区域中用作线性放大器。在这方面，饱和和截止状态是重要的考虑因素。

晶体管的通断状态

晶体管工作中有两个主要区域，我们可以将其视为导通和截止状态。它们是饱和状态和截止状态。让我们看一下这两种状态下晶体管的行为。

在截止条件下运行

下图显示了截止区域中的晶体管。

当晶体管的基极为负时，晶体管进入截止状态。没有集电极电流。因此， _IC = 0。

施加在集电极上的电压V _CC出现在集电极电阻R _C两端。因此，

V _CE = V _CC

在饱和区运行

下图显示了处于饱和区的晶体管。

当基极电压为正且晶体管进入饱和状态时，I _C流经R _C。

然后V _CC跨R _C下降。输出将为零。

$$ I_C = I_ {C(sat)} \：= \：\ frac {V_ {CC}} {R_C} \：和\：V_ {CE} = 0 $$

实际上，这是理想条件。实际上，一些泄漏电流流动。因此，我们可以理解，当晶体管被驱动到饱和状态并通过向基极施加正负电压来切断区域时，它可以充当开关。

下图给出了更好的解释。

注意连接I _C和V _CC的直流负载线。如果将晶体管驱动到饱和状态，则I _C完全流动，并且V _CE = 0，这由点A表示。

如果将晶体管驱动为截止状态，则I _C将为零，并且V _CE = V _CC (由点B表示)。将饱和点A和截止点B相连的线称为负载线。由于此处施加的电压为dc，因此称为DC负载线。

实际考虑

尽管上述条件都是令人信服的，但是要产生这样的结果有一些实际的局限性。

在截止状态下

理想的晶体管具有V _CE = V _CC和I _C = 0。

但是实际上，较小的泄漏电流流过集电极。

因此， _IC将为几微安。

这称为集电极泄漏电流，这当然可以忽略不计。

在饱和状态

理想的晶体管具有V _CE = 0且I _C = I _C(sat) 。

但是实际上，V _CE减小到某个值，称为拐点电压。

当V _CE下降超过膝盖电压时，β急剧下降。

如I _C =βI_乙这降低了集电极电流。

因此，将V _CE维持在拐点电压的最大电流I _C称为饱和集电极电流。

饱和集电极电流= $ I_ {C(sat)} \：= \：\ frac {V_ {CC}-V_ {knee}} {R_C} $

仅为了使其能够用于开关目的而制造的晶体管称为开关晶体管。这可以在“饱和度”或“截止”区域中使用。在饱和状态下，集电极饱和电流流经负载，而在截止状态下，集电极泄漏电流流经负载。

晶体管的开关动作

晶体管具有三个工作区域。为了了解操作效率，应考虑实际损失。因此，让我们尝试了解一下晶体管作为开关的效率如何。

在切断(OFF)状态下

基本电流_IB = 0

集电极电流I _C = I _CEO (集电极漏电流)

功率损耗=输出电压×输出电流

$$ = V_ {CC} \ times I_ {CEO} $$

由于我的_{首席执行官}很小，而V _CC也很低，因此损失的价值将非常低。因此，晶体管在截止状态下可作为有效的开关。

在饱和(ON)状态下

如前所述，

$$ I_ {C(sat)} = \ frac {V_ {CC}-V_ {knee}} {R_C} $$

输出电压为V _knee 。

功率损耗=输出电压×输出电流

$$ = \：V_ {knee} \ times I_ {c(sat)} $$

由于V_拐点的值很小，因此损耗很小。因此，晶体管在导通状态下用作有效的开关。

活动期间

晶体管位于ON和OFF状态之间。晶体管作为一个线性放大器，其中在所述输出电流_(ΔIC)的输入电流引起大的变化的微小变化。

切换时间

开关晶体管具有脉冲作为输入，而几乎没有变化的脉冲将作为输出。关于开关输出脉冲的时序，您应该了解一些术语。让我们通过它们。

令输入脉冲持续时间= T

当施加输入脉冲时，由于杂散电容，集电极电流需要一些时间才能达到稳态值。下图说明了此概念。

从上图，

• 时间延迟(t _d ) -集电极电流从其初始值达到其最终值的10％所需的时间称为时间延迟。

• 上升时间(t _r ) -集电极电流从其初始值的10％达到其最终值的90％所需的时间称为上升时间。

• 开启时间(T _ON ) -延迟时间(t _d )与上升时间(t _r )之和称为开启时间。

  T _ON = t _d + t _r

• 存储时间(t _s ) -输入脉冲的下降沿到输出最大值的90％之间的时间间隔称为存储时间。

• 下降时间(t _f ) -集电极电流从最大值的90％达到其初始值的10％所需的时间称为下降时间。

• 关闭时间(T _OFF ) -存储时间(t _s )和下降时间(t _f )之和定义为关闭时间。

  T _OFF = t _s + t _f

• 脉冲宽度(W) -在两个50％的上升和下降波形电平之间测量的输出脉冲的持续时间定义为脉冲宽度。