2015-10-14
615
Физика процесса:
¾ Чтобы через транзистор открылся и через него протекал ток Iк, необходимо накопить некий граничный заряд неосновных носителей в базе Qгр.
¾ Чтобы запереть транзистор необходимо рассосать заряд неосновных носителей в базе.
¾ При токе базы превышающим граничный ток базы насыщения, транзистор быстрее открывается (большим током заряд Qгр накапливается быстрее). Но в базе накапливается избыточный заряд носителей, на рассасывание которого требуется дополнительное время и появляется задержка выходного сигнала при выключении.
Время накопления и рассасывания носителей в базе зависят от величины граничного заряда Qгр (тип транзистора) и базового тока (резистор R1). В этом разделе исследуется влияние тока базы, задаваемого резистором R1 на время переключения транзисторного ключа (тип транзистора задан в индивидуальном задании).
Моделирование скорости переключения ключа осуществляется схемой рис 8.7, где в качестве входного сигнала включен генератор импульсов Clock из меню Sources с частотой следования импульсов 100 кГц. Контроль входных и выходных сигналов ведется осциллографом.
|
|
|
Рис 8.7. Схема для исследования влияния R1 на быстродействие ключа
Транзистор находится на границе насыщения (ток базы Iб равен току базы насыщения Iб н), так как R1=63 кОм задает ток базы, при котором транзистор находится на границе насыщения. Осциллограммы приведены ниже.
Рис 8.8. Осциллограммы сигналов при R1=63 кОм.
При прямоугольном входном сигнале длительность фронтов выходного сигнала велика:
¾ Длительность фронта выходного сигнала tф 1/0 при открывании транзистора составляет практически весь импульс tф 1/0 =5 мкс.
¾ А длительность фронта при выключении сигнала tф 0/1 =1.5 мкс.
Рис 8.9. Осциллограммы сигналов при R1=10 кОм.
При увеличении базового тока (уменьшении R1) уменьшается длительность фронтов, но имеется задержка выходного сигнала при выключении транзистора (рисунки 8.9 и 8.10).
Рис 8.10. Осциллограммы сигналов при R1=1 кОм.
Задержка при выключении транзистора составляет tз 1/0 =0.527 мкс.
Вывод:
¾ Ток базы транзисторы влияет на быстродействие ключа:
¾ растет длительность фронтов tф1/0 и tф 0/1;
¾ При большом токе базы растет время задержки при выключении.
