Время рассасывания tрас - интервал времени между моментом подачи на базу запирающего импульса и моментом, когда напряжение на коллекторе транзистора достигает заданного уровня. Коллекторную цепь в течение этого промежутка времени продолжает питать избыточный заряд, накопленный в базе.
Обратное напряжение, приложенное к эмиттеру, ставит эмиттерный
переход в условия, аналогичные с коллекторным переходом, поэтому в начальный момент
в цепи эмиттера возникает значительный обратный ток Iэ.обр ≈Uобр
Rэ . Этот ток может
сохранять неизменным свое значение до момента t .7
На рис. 4.24, б показаны диаграммы распределения концентрации дырок в базе для моментов времени t5 , t6, t7 (кривые 5, 6 и 7; промежуточные кривые показаны штриховыми линиями). После момента времени t5 ток коллектора скачкообразно уменьшится на небольшую величину, а после момента времени t6в коллекторной цепи и после t7 в цепи эмиттера токи начинают убывать (примерно по экспоненте), что соответствует рассасыванию оставшегося в базе заряда. В момент времени t8 переходный процесс в транзисторе заканчивается. Разность t8 −t6 = tсп - называется временем спада импульса коллекторного тока.
Интервал времени между моментом подачи на эмиттер запирающего импульса и моментом, когда напряжение на коллекторе транзистора достигает значения, соответствующего 10 % его амплитудного значения, называется временем выключения tвыкл . Обратный ток эмиттера способствует рассасыванию заряда в базе и тем самым уменьшает время рассасывания транзистора и время спада импульса коллекторного тока.
При увеличении глубины насыщения времена нарастания и спада импульса сокращаются, но увеличивается время рассасывания (см. рис. 4.23. Импульс коллекторного тока показан штрихпунктирной линией).
При малом сигнале ( Iэ ≤
Iэ нас ) транзистор находится в усилительном
импульсном режиме. Амплитуда импульса коллекторного тока зависит от амплитуды тока
эмиттера. Отсутствуют накопление базой избыточного заряда и время рассасывания.
Времена нарастания и спада импульса коллекторного тока определяются накоплением
и рассасыванием неравновесного заряда в базе, т. е. зарядом и разрядом диффузионной
емкости эмиттера.
Следует заметить, что на переходные процессы в коллекторной цепи влияет также барьерная емкость коллекторного перехода
Рис 4.25. Схема ключа на транзисторе, включенном по схеме с ОЭ
Cк (заряд и разряд этой емкости при переходе транзистора изодного состояния в другое вызывает увеличение tнр и tсп).
На практике часто используют ключевую схему на транзисторе с ОЭ (рис. 4.25). Работа этой схемы во многом подобна схеме с ОБ, но имеются и некоторые различия: при той же форме коллекторного тока tнр , tрас и tсп несколько увеличиваются.
Кроме параметров, характеризующих инерционность транзистора, для расчета ключевых схем часто используют и некоторые другие параметры. Например, напряжение Uкэ нас - напряжение между выводами коллектора и эмиттера транзистора в режиме насыщения при заданных токах коллектора и базы.
Напряжение насыщения база - эмиттер Uбэ нас - напряжение между выводами базы и эмиттера транзистора в режиме насыщения при заданных токах базы и коллектора.
Эти напряжения измеряются при определенной глубине насыщения, характеризующейся коэффициентом насыщения Kнас- отношением тока базы в режиме насыщения к току базы на границе насыщения.
Для сокращения времени выключения базу импульсных транзисторов легируют примесями рекомбинационных ловушек (например, золотом), что уменьшает период рассасывания накопленного избыточного заряда неосновных носителей. Кроме того, необходимо ограничивать коэффициент насыщения величиной Kнас= 2…3.
Эффективным способом ограничения коэффициента насыщения является шунтирование коллекторного p-n-перехода переходом Шотки, что технологически легко сделать, если коллекторный контакт нанести не только на коллекторную область, но и частично на прилегающую базовую область. В этом случае используются такие свойства перехода Шотки, как малая по сравнению с p-n-переходом контактная разность потенциалов и повышенное быстродействие из-за отсутствия диффузионной емкости. В открытом состоянии транзисторного ключа (в режиме насыщения) при прямом смещении коллекторного перехода избыточные неосновные носители базы стекают по открытому переходу Шотки, вследствие чего транзистор остается на границе активного режима и режима насыщения. Глубокого насыщения базы неосновными носителями не происходит, поэтому при выключении их удается быстро рассосать. Этот способ повышения быстродействия транзисторных ключей широко
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.