De verzadigingstoestand in een transistor treedt op wanneer zowel de basis-emitterovergang als de basis-collectorovergang in voorwaartse richting zijn voorgespannen. In deze toestand laat de transistor maximale stroom van de collector naar de emitter stromen en fungeert als een gesloten schakelaar. De spanningsval over de collector-emitterovergang is minimaal, typisch rond de 0,2 volt voor siliciumtransistors. Deze toestand is essentieel voor schakeltoepassingen waarbij de transistor wordt gebruikt om grote stromen met minimale weerstand door te laten.
De uitschakeltoestand in een transistor vindt plaats wanneer zowel de basis-emitterovergang als de basis-collectorovergang in tegengestelde richting zijn voorgespannen. In deze toestand geleidt de transistor geen significante stroom tussen de collector en de emitter, en fungeert hij in wezen als een open schakelaar. De stroom door de collector is minimaal en de spanning over de collector-emitterovergang ligt dicht bij de voedingsspanning. Deze toestand is cruciaal voor schakeltoepassingen om ervoor te zorgen dat er geen stroom vloeit wanneer de transistor uitgeschakeld moet zijn.
Verzadigingsstroom in een transistor verwijst naar de maximale stroom die door de transistor kan stromen wanneer deze zich in de verzadigingstoestand bevindt. Deze stroom wordt voornamelijk bepaald door de basisstroom en de stroomversterking (bèta) van de transistor. Wanneer de transistor verzadigd is, verhoogt het verhogen van de basisstroom de collectorstroom niet significant, aangezien de transistor al maximale stroom van de collector naar de emitter laat stromen. De verzadigingsstroom is een belangrijke parameter bij het ontwerpen van circuits waarbij transistors als schakelaars moeten werken.
De verzadigingstoestand van een bipolaire junctietransistor (BJT) is een toestand waarin de transistor volledig is ingeschakeld, waarbij zowel de basis-emitter- als de basis-collectorovergangen voorwaarts zijn voorgespannen. In deze toestand laat de BJT maximale stroom van de collector naar de emitter stromen, vergelijkbaar met een gesloten schakelaar. De collector-emitterspanning is erg laag en er wordt gezegd dat de BJT zich in een staat van “harde verzadiging” bevindt. Deze toestand is essentieel voor schakeltoepassingen waarbij de BJT wordt gebruikt om grote stromen te regelen met minimale spanningsval en vermogensdissipatie.
In een MOSFET verwijzen de cut-off-, saturation- en actieve regio’s naar verschillende operationele toestanden. In het afsnijgebied ligt de gate-to-source-spanning onder de drempelspanning en is de MOSFET uitgeschakeld, zonder dat er stroom van drain naar source vloeit. In het verzadigingsgebied (vaak het actieve gebied voor MOSFET’s genoemd) ligt de gate-to-source-spanning boven de drempelspanning, en is de drainstroom relatief constant en onafhankelijk van de drain-to-source-spanning, voornamelijk geregeld door de gate -naar-bronspanning. Het actieve gebied in een MOSFET wordt doorgaans gebruikt voor analoge toepassingen waarbij de MOSFET werkt als een gecontroleerde stroombron. Het verzadigingsgebied in BJT’s wordt daarentegen gebruikt voor schakeltoepassingen.
