Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [ 30 ] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

отличается от распределения в активном режиме). Практически для различных бездрейфовых транзисторов тн = (0,5-4-1)тр, а для дрейфовых тн > тр, но часто для простоты принимают тн тр. Наряду с ур-нием (2.49а) в основе метода заряда лежит соотношение между зарядом в базе и током коллектора в активном режиме

Q(0-V,(0. (2.50)

в установившемся режиме при h = h = const, как следует из ур-ния (2.496), Q = тр/б. Различным значениям /б соответствуют различные величины заряда в базе. В области отсечки заряд неос-:новных носителей в базе незначителен и им обычно пренебрегают. С ростом тока базы заряд растет и на границе насыщения достигает значения Qrp = тр/бн. При дальнейшем увеличении тока базы, т. е. в области насыщения, в базе создается избыточный заряд •Qh36 = Q - Qrp = Тр (/б -/бн); степень насыщения характеризуется величиной S = Q/Qrp.

В частном случае, для моментов времени t <; тр, можно не считаться с процессами рекомбинации (т. е. 1б(0> Q/тр) п

«1б(0. (2.50а)

откуда

Q{t) j i6{t)dt. (2.506)

При 1б(/) -/б = const заряд в базе в рассматриваемом интервале времени -изменяется по линейному закону

Q{t) = I4. (2.50в)

В общем случае при скачкообразном изменении тока базы i{t) на величину А/б в соответствии с ур-нием (2.49а) заряд изменяется по экспоненциальному закону

Q (О = Q (сх.) - [Q (оо) - Q (0)] е-"\ (2.51)

где Q(0)=:Tpt6(0); Q(cx5) = Tpt6(cx5) и Q (оо) - Q (0) = Тр [ig (сх) -/б (0)] = Тр Aie. Таким образом (см. рис. 2.22),

AQ (О = Q (/) - Q (0) = [Q (сх.) - Q (0)] (1 - е-*\) =

= ТрА/б(1-е-Ч (2.52)

Если поделить равенство (2.52) на и учесть (2.50), то для активной области получим



Соотношения (2.51) -(2.53) в разной форме описывают переходную характеристику транзистора. Однако надо иметь в виду, что ф-лы (2.51), (2.52) справедливы для всех областей работы транзистора, а (2.53) -только для активной области.

Для учета влияния емкости Ск коллекторного перехода в левую часть ур-ния (2.49а) необходимо ввести еще одну компонен-jy - ток смещения через емкость Ск:

dQ , Q .

(2.54)

Для рассматриваемой схемы транзисторного ключа рис. 2.13, полагая, что скорость изменения напряжения «кб примерно равна

скорости изменения «к, и так как с?«к = RudiK, dL. = - г» ~

Га тр

ур-ние (2.54) можно записать

dQ, то

(2.54а)

теэкв = тр--рСк/?„ (2.546)


Поделив последнее равенство на Р, найдем т„ экв Та + СЛк-

В этих формулах под Ск понимают усредненное по диапазону изменения коллекторного напряжения значение коллекторной емкости.

Из ур-ния (2.54а) следует, что учет влияния Ск сводится к тому, что в ф-лах (2.51) -(2.53) вместо

постоянных времени тр или Ти в показателе экспоненты появляется эквивалентная постоянная -Грэ„в или Тнэкв-

Длительность включения

Рис. 2.22

Пусть в исходном состоянии ключ (рис. 2.13) выключен, транзистор заперт некоторым обратным напряжением «бз- Если пренебречь неуправляемым тепловым током /ко, то заряд в базе Qo = 0.

При подаче на вход ключа отпирающего перепада напряжения (положительного в случае транзистора п-р-п-шпа и отрицательного в случае р-п-р-типа) эмиттерный переход получит прямое сме-.Щение и через базу будет протекать постоянный ток /б, величина которого определяется величинами входного напряжения и



-сопротивления в цепи базы. При этом предполагается, что Ro много больше входного сопротивления /?вх открытого транзистора [Rbn - порядка сотен Ом).

Необходимо отметить, что прямое смещение эмиттерного перехода не может возникнуть мгновенно; задержка отпирания транзистора после подачи отпирающего напряжения обусловлена изменением заряда входной емкости Свх- Напряжение на емкости

Свх в исходном состоянии равно Ыбз-

Под действием входного тока это напряжение убывает до нуля и затем достигает установившегося значения Иб от- Считая, что перезаряд усредненной (по интервалу изменения напряжений) емкости Свх осуществляется постоянным током/б = = EIRe, установим, что напряжение Иб на входе транзистора убывает до нуля по закону, близкому к линейному.

Время задержки включения транзистора (называемое также временем подготовки)

I «бз1


- f г

(2.55а)

Если Свх = 50 пФ, /б = 1 мА, Ыбз==2В, то /з==0,1 мкс.

В ф-ле (2.55) предполагается, что отпирание транзистора начинается при т = 0. Однако часто считают, что кремниевые транзисторы, входная характеристика которых обладает значительной «пяткой» (рис. 2.156), включаются при некотором пороговом напряжении С/пор>0 (f;„op 0,6 В). Тогда задержка включения определится временем

I Мбз + tnop

Рис. 2.23

/ =Св

(2.556)

При дальнейшем рассмотрении переходных процессов будем считать, что при поступлении отпирающего перепада транзистор отпирается сразу, Хотя в действительности начало процесса задерживается и переходная характеристика сдвигается вправо на вре-

мя tl.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [ 30 ] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0011