Транзисторы. Петров Б.К - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

17
Время задержки. Появление выходного тока при включении
транзистора задерживается на время t
з
(I
К
(t
з
)=0,1I
Кнас
). Это обусловлено
конечным временем зарядки барьерной емкости перехода эмиттер- база С
ЭБ
.
Время установления переднего фронта t
ф
(I
К
(t
з
+t
ф
)=0,9I
Кнас
)
.
Для
расчета времени переднего фронта импульса надо решать уравнение движения
носителей в базе с учетом градиента концентрации, встроенного поля и
процесса разрядки барьерной емкости коллектор- база С
КБ
. Этот расчет
достаточно сложен , поэтому характеристики включения и выключения часто
аппроксимируют экспонентой , представляя передний и задний фронты
импульса выходного тока в виде:
),1(
1
/
1
1
τ
t
K
eII −≈
,
2
/
2
2
τ
t
K
eII
−
≈
(14)
где индекс 1 соответствует включению , индекс 2 – выключению ; τ
1
и τ
2
–
характеристические времена; I
1
=I
Б1
B
ст
, I
2
=I
Б2
B
ст
, B
ст
=h
21Э
– статический
коэффициент усиления по току
в схеме с общим эмиттером .
Время выключения
равно сумме времен
рассасывания t
рас
и спада t
с
(I
К
(t
р
+t
с
)=0,1I
Кнас
). Наличие
времени рассасывания t
р
является специфическим
свойством насыщенных ключей
на биполярных транзисторах .
Для ненасыщенных ключей
t
р
=0.
После изменения
направления входного тока I
Б
начинается рассасывание
неосновных носителей ,
накопленных в области базы в
режиме насыщения. Ток
коллектора остается
постоянным до тех пор, пока
неосновные носители не уйдут
через электроды или
рекомбинируют. Время, в
течение которого транзистор
находится в режиме насыщения
после окончания импульса
прямого тока, называется временем рассасывания. Величина времени
рассасывания зависит от конструкции транзистора, степени насыщения и
величины запирающего тока.
Для определения длительности переднего и заднего фронтов t
ф
и t
c
надо
решать систему дифференциальных уравнений , описывающих схему ключа, с
I
Б
I
Б 1
0
I
Б 2
0
t
0
t
0
t
t
I
Кнас
0,9I
Кнас
0,1I
Кнас
I
К
t
с
t
р
t
ф
t
з
Рис. 11. Зависимости от времени тока базы и
тока коллектора в транзисторном ключе по
схеме с общим эмиттером .
t
1
t
1
                                                    17

        Вр емя задер ж к и.              Появление вы ход ного тока при вклю чении
транзистора зад ерж ивается на врем я tз (IК (tз)=0,1IК нас). Э то обусловлено
конечны м врем енем заряд ки барьерной ем кости переход а эм иттер-база СЭ Б .
        Вр емя установления пер еднего ф р онта tф (IК (tз+tф )=0,9IК нас). Д ля
расчета врем ени перед него ф ронта им пульса над о реш ать уравнение д виж ения
носителей в базе с учетом град иента концентрации, встроенного поля и
процесса разряд ки барьерной ем кости коллектор-база СК Б . Э тот расчет
д остаточно слож ен, поэтом у характеристики вклю чения и вы клю чения часто
аппроксим ирую т экспонентой, пред ставляя перед ний и зад ний ф ронты
им пульса вы ход ного тока ввид е:
        I K 1 ≈ I 1 (1− e t /τ1 ), I K 2 ≈ I 2 e −t /τ 2 ,                                 (14)
        гд еинд екс1 соответствуетвклю чению , инд екс2 – вы клю чению ; τ1 и τ2 –
характеристические врем ена; I1=IБ1Bст, I2=IБ2Bст, Bст=h21Э – статический
                                                             коэф ф ициентусиления по току
       IБ                                                    всхем есобщ им эм иттером .
      IБ1                                                            Вр емя          вы к лю чения
                                                             равно          сум м е          врем ен
                                                             рассасы вания tрас и спад а tс
                                                             (IК (tр+tс)=0,1IК нас).       Н аличие
                                                             врем ени       рассасы вания          tр
                                                             является             специф ическим
       0                                                     свойством насы щ енны х клю чей
                t0                 t1                      t на биполярны х транзисторах.
     IБ2                                                     Д ля ненасы щ енны х клю чей
               tз tф                   tр           tс       tр=0.
      IК
                                                                     После              изм енения
   IК нас
                                                             направления вход ного тока IБ
0,9IК нас                                                    начинается              рассасы вание
                                                неосновны х            носителей,
                                                накопленны х в области базы в
                                                реж им е     насы щ ения.      Т ок
0,1IК нас                                       коллектора               остается
      0 t
                         t1                     постоянны м д о тех пор, пока
            0                                t
                                                неосновны е носители не уйд ут
                                                через        электрод ы        или
  Рис. 11. Зависим ости отврем ени тока базы и реком бинирую т.      В рем я,     в
  тока коллектора втранзисторном клю чепо
                                                течение которого транзистор
  схем есобщ им эм иттером .
                                                наход ится вреж им енасы щ ения
                                                после окончания им пульса
прям ого тока, назы вается врем енем рассасы вания. В еличина врем ени
рассасы вания зависит от конструкции транзистора, степени насы щ ения и
величины запираю щ его тока.
       Д ля опред еления д лительности перед него и зад него ф ронтов tф и tc над о
реш ать систем у д иф ф еренциальны х уравнений, описы ваю щ их схем у клю ча, с

Страницы