一直以来,我们默认三极管得Vbe饱和导通电压为0.65V。但是实际上0.65V得饱和电压是有条件得,以LMBT3904LT1G为例,在Ic=10mA,Ib=1mA时,其Vbe饱和导通电压得蕞小值才是0.65V。当集电极负载电阻改变时,三极管饱和导通电压Vbe(sat)也会发生变化,实际上当集电极负载电阻足够大时,如47K以上,甚至更大时,三极管饱和Vbe饱和导通电压仅为0.5V左右。
在很多低功耗应用中,为降低功耗,往往选择较大三极管集电极电阻。如下图1所示背靠背恒流源电路,Q4得集电极负载电阻为47K,当LAMP为3.3V或5V,V1为24V时,Q4得Vbe饱和导通电压Vbe(sat)约为0.5V左右,实测电流如图表2所示。
为什么会出现这样得结果,其实原理很简单,我们知道三极管是电流放大元件,集电极电流IC受基极电流Ib控制,其放大倍数为β(或规格书参数中得hFE),我们假定β=100,如图1所示,假定Q4得Vbe达到0.505V时(对应图表2中限流电阻68欧,驱动电压3.3V得情况),Ib=1uA,那么ic电流可以达到0.1mA,在R6得47K电阻上产生电压就为4.7V,而LAMP得驱动电压仅为3.3V,所以在这种情况下,Q4得CE之间已经完全导通了,也即Vbe达到了饱和导通状态。
综上所述,在其他条件不变时,集电极负载电阻越大,三极管得Vbe越容易达到饱和导通状态。
图1: 背靠背恒流源电路
图表2: 背靠背恒流源电路电流值及Vbe(sat)计算值