Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Переходные процессы в биполярном транзисторе
Рассмотрим переходные процессы при переключении ключа из состояния “выключено” в состояние “включено” и обратно. На рис. 21 приведены временные диаграммы напряжений, токов и накопленного заряда при включении и выключении транзисторного ключа. В исходном состоянии на базу транзистора подано запирающее напряжение –E-Б. Процесс отпирания транзистора при подаче отпирающего напряжения + E+Б можно разделить на три этапа: задержка фронта, формирование фронта и накопление заряда. Этап: задержки фронта обусловлен заряжением входной емкости запертого транзистора от значения –E-Б до напряжения отпирания эмиттерного перехода U* (для кремниевого транзистора U*»0,6В для германиевого U*»0,2В). Этот процесс протекает с постоянной времени τc τc=RБCвх (39) Входную емкость Свх обычно принимают равной сумме барьерных емкостей эмиттерного и коллекторного переходов Cвх=CЭбар+CКбар (40) Время задержки фронта определяется формулой (41) Ток заряжения входной емкости показан на рис. 21 штриховой линией. В момент t1 открывается эмиттерный переход и начинается инжекция носителей в базу, транзистор переходит в активный режим. На этом этапе коллекторный ток возрастает до значения IКН. Процесс формирования фронта характеризуется эквивалентной постоянной времени τoe , (42) где τ – время жизни неосновных носителей в базе; - усредненная емкость коллекторного перехода. Обычно принимают =1,6 СК для сплавных и =1, 4СК для дрейфовых транзисторов, где СК – емкость коллекторного перехода запертого транзистора. Длительность фронта tф= t2-t1 определяется формулой (43) При S>>1 формула упрощается: tф = τoe / S (43 а) В конце этапа формирования фронта в базе транзистора накапливается заряд Qгр, а напряжение на коллекторном переходе падает до нуля. После того как транзистор начал работать в режиме насыщения внешних изменений в схеме ключа не происходит. Однако продолжается накопление заряда, причем на данном этапе заряд накапливается не только в базовом, но и в коллекторном, слое. В конце этапа накапливается стационарный заряд Qстац , (44) где - среднее время жизни в базовом и коллекторном слоях. Длительность этого процесса составляет примерно 3 . Если длительность входного импульса меньше, чем 3 , накопленный заряд будет меньше стационарного значения. Процесс выключения начинается в момент t3, когда на базу подается запирающее напряжение. В момент переключения на обоих переходах сохраняется прямое смещение, близкое к U*. При этом коллекторный ток остается равным IКН. Базовый ток принимает значение: (45) На первом этапе процесса выключения происходит рассасывание накопленного заряда за счет экстракции p-n- переходами током и за счет рекомбинации. Скорость изменения заряда Окончание этапа рассасывания характеризуется тем, что концентрация избыточных зарядов на коллекторной границе базы падает до нуля и на коллекторном переходе восстанавливается обратное напряжение. Только после этого может начаться уменьшение коллекторного тока и формирование среза импульса. Длительность этого процесса называется временем рассасывания tр или временем задержки среза tхср. В конце этого этапа в базе остается некоторый остаточный заряд Qост. Время рассасывания определяется интегрированием выражения (47) в пределах от до Qост: (46) Обычно Qост значительно меньше Qгр, а Qгр<< Qстац, поэтому в первом приближении можно пренебречь остаточным зарядом. Тогда (46 а) По окончании процесса рассасывания начинается последний этап переходного процесса – запирание транзистора. Длительность запирания обычно определяется процессом заряжения коллекторной емкости, протекающей с постоянной времени τк=RК , длительность среза по уровню IК=0,1IКН равна tc=2,3 RК (47) Время включения tвкл и время выключения tвыкл. равны tвкл= tзф+ tф, tвыкл. = tр+ tс (48) При практическом определении времен tзф, tф, tр, tс обычно используются уровни 0,1IКН и 0,9IКН
|