主要アナログ回路:3-10 BJTスイッチング回路実装

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1.基本的な使い方

      機能の切り替えは頻繁に使用されるBJTトランジスタと実際の回路です。スイッチ回路と同様の論理ゲート回路BJTを使用した場合、唯一の飽和領域と遮断領域で動作します。

      回線交換機能下記のように実現さは、負荷は、発光ダイオード、モータ等であってもよいです。

図3から10.01 

      次のように回路の動作を切り替えます:

      •場合V Iと、トランジスタがオフする入力0V、負荷R&LT Lが電流を通過しません。

      Vとき• Iは、入力が高い場合(一般的にVに等しいCCトランジスタが飽和状態にオンされ、他のレベルの値を定義することができ、)及び負荷R&LT Lを流れる電流と負荷の両端の電圧は約Vに等しい有するCCを - V CESAT

      回線交換R Bのデザインのアイデアの値は、以前の論理ゲートに類似しているだけでなく、負荷Rに応じてL実際の状況の、トランジスタが飽和領域Rに入る算出することができるBを以下の実施例で説明したように、その後、検査結果に置き換えて、:

ケース3-10-1:スイッチング回路以下、VでCC実効抵抗= 12V、モータ負荷R&LT L = 5 [オメガ、トランジスタのベータ] = 100、V主張がIがターンオン5Vの電圧、決定する:(1 )回路R&LTの動作可能Bを、電流I(2)負荷Lと負荷電力P L、トランジスタ自体の消費電力(3)。

図3-10.a1 

 

ソリューション:トランジスタが重要飽和状態である(1):

      私のこの重要な飽和電流でCSATです。

      私は、重要な飽和状態で計算てBsatの(重要な飽和状態にする場合値]ベータまだ100見なさ):

      これは私なりてBsatは R確立してBsatは次のとおりです。

      BJT飽和に深くするために、我々はR&LT選択B R&LTよりてBsat小さい値を100Ωを選択するものとします。

 

検証: R&LTときBが 100オームであり、I Bは、です。

      現在の倍率がある場合には:

      可知,在此RB值下,当vi输入5V使BJT导通时晶体管确实处于饱和区,原假设正确。

 


 

(2)当晶体管饱和时,负载电流IL为:

      负载上的功耗PL为:

 


 

(3)晶体管上的耗损功率PD为:

      可以看到,晶体管上的耗损功率PD和负载功率PL比起来还是很小的。

 


 

(4)补充说明:

      本案例中,负载为电动机,一般对于这种含有电感的负载(电动机、继电器线圈等),用晶体管直接去关断比较危险,因为当电感中的电流突变时,电感会产生非常大的感生电动势,严重时可能会超过晶体管的击穿电压而使晶体管损坏。

      所以一般的处理方法是在含有电感的负载旁边并联一个反向二极管,从而使得当晶体管关断时,电感中的剩余电流能够有回路泄掉,而不至于突变产生高压,如下图所示:

图3-10.a2 

 

 

2. 开关特性

      由于有内部PN结和少数载流子的存在,所以和二极管一样,BJT晶体管在导通和关断时也不是瞬间完成的,而是有一定的延迟时间,如下图所示:

图3-10.02 

      • td:延迟时间(delay time),当基极输入变为高电平后,IC从0上升到目标值的10%所需的时间。

      • tr:上升时间(rise time),IC从10%上升到90%所需的时间。

      • ton:开启时间(on time),ton=ts+tr,当IC从0上升到90%时,我们就可以认为晶体管已基本开启。

      • ts:存储时间(storage time),当基极开路或输入低电平后,IC从100%下降到90%所需的时间。

      • tf:下降时间(fall time),IC从90%下降到10%所需的时间。

      • toff:关断时间(off time),toff=ts+tf,当IC从100%下降到10%时,我们就可以认为晶体管已基本关断。

      这些参数在晶体管数据规格书中都会给出,仍以3-8小节的2N4123为例,在规格书的Figure 2中,可读出这些参数值:

图3-10.03 

      当IC=20mA时,在图中可大致读出:

      td = 13ns, tr=13ns, ts = 110ns, tf = 11ns

      • 开启时间为:ton = td + tr = 13ns + 13ns = 26ns

      • 关断时间为:toff = ts + tf = 100ns + 11ns = 111ns

      在要求不太高的功率开关场合,以上的延迟时间基本也够用了。另外有一类晶体管称为开关型晶体管(switching transistor),其开启和关断时间要比上面的值再小一个数量级,都只有十几个纳秒(如BSV52等),具体可参看相关数据规格手册。

     

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( end of 3-10)


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転載: www.cnblogs.com/initcircuit/p/11817931.html