[科普中国]-饱和状态

饱和状态在电子科学技术中，饱和状态是指晶体管的一种低电压、大电流工作状态（即开态）.晶体管的工作状态（或工作模式）包括有放大状态、截止状态、饱和状态和反向放大状态四种。

分类放大状态、截止状态、饱和状态和反向放大状态四种。

原理(1)对于BJT：

因为BJT是电流驱动的器件，则其饱和状态就是指电流较大、而电压饱和(基本恒定不变)的一种工作模式。BJT在饱和状态工作时，发射结和集电结都处于正偏，则导电很好、电流较大，这时输出的集电极电流Ic只决定于外电路的参量(Ic=Vcc/RL，式中的Vcc是电源电压，RL是负载电阻)，而与输入电流无关(即这时已离开了放大状态);该状态是输出电流大、输出电压低的工作模式，故相应于开关的开态。1

在BJT的输出伏安特性曲线上，饱和状态即是处在紧靠纵轴(电流轴)的一个小范围内。BJT在饱和状态工作时，总是希望该饱和范围越小越好，即要求输出电压——饱和压降越低越好。因为饱和压降直接关系到集电极串联电阻，故为了降低饱和压降，就需要提高集电区掺杂浓度;但为了提高提高击穿电压，又需要减小集电区掺杂浓度，这是一个矛盾。为解决此矛盾，就发展出了外延片的技术，即是在低阻衬底上生长一层薄的较高电阻率的外延层，然后在外延层上制作BJT;对于集成电路中的BJT来说，因为所有的电极都需要从芯片表面引出，因此在外延的基础上，还需要通过在器件有源区下面加设低阻埋层来减小集电极串联电阻。总之，在集成电路芯片中采用外延层和埋层的目的，都是为了在保持较高击穿电压的条件下来减小集电极串联电阻、以降低饱和压降。

(2)对于FET（包括JFET和MOSFET等）

因为FET是电压驱动的器件，则其饱和状态就是指电压较大、而电流饱和(基本恒定不变)的一种工作模式。FET在饱和状态工作时，栅极电压大于阈值电压(对于增强型FET)，存在有沟道，但是沟道在靠近漏极处是夹断了的(这时，源漏电压Vds≥栅源电压Vgs-阈值电压Vt)，输出电流基本上由未被夹断的沟道部分的电阻来决定，在不考虑沟道长度调制效应时，则输出电流与源漏电压无关，即输出电流饱和;但是此饱和的输出电流要受到栅极电压控制(饱和时的栅极跨导最大)。在输出伏安特性曲线上，饱和状态即是处在电流饱和的区域(即特性曲线是水平的区域)。实际上，FET的饱和状态也就是其放大工作的状态(这与BJT不同)。

不同分类的区分对于BJT（双极型晶体管）和对于FET（场效应晶体管），饱和状态的含义大不相同，要特别注意区分开来·

在电子科学技术中，饱和状态是指晶体管的一种低电压、大电流工作状态(即开态)。晶体管的工作状态(或工作模式)包括有放大状态、截止状态、饱和状态和反向放大状态四种。对于BJT(双极型晶体管)和对于FET(场效应晶体管)，饱和状态的含义大不相同，要特别注意区分开来。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学