首先,我告诉您,我对电路中的晶体管了解不多。我有一个晶体管S8050 D331,它的连接方式如下图所示。我遇到的问题是当我应用300 KHz以上的输入方波信号时。晶体管跟不上那么快。那是正常的吗?数据表中标明150 MHz转换频率。
模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图
输入信号为100 kHz时的输出:
以300 kHz的输入信号输出:
以500 kHz的输入信号输出:
首先,我告诉您,我对电路中的晶体管了解不多。我有一个晶体管S8050 D331,它的连接方式如下图所示。我遇到的问题是当我应用300 KHz以上的输入方波信号时。晶体管跟不上那么快。那是正常的吗?数据表中标明150 MHz转换频率。
模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图
输入信号为100 kHz时的输出:
以300 kHz的输入信号输出:
以500 kHz的输入信号输出:
Answers:
这里有两件事,晶体管的关断速度和带有寄生电容的电阻器末端的上升时间。
BJT的关闭缓慢,特别是在饱和时。驱动基座的电路可以通过两种方式帮助实现这一点。它可以避免将晶体管驱动到饱和状态,并且可以主动将基极驱动为低电平,而不仅仅是使它悬空以关闭晶体管。
避免饱和的一种方法是将晶体管偏置到其工作范围的中间附近,然后输入刚好足以使输出接近下限但实际上未达到下限的信号。另一种方法是从基极到集电极的肖特基二极管。这会从基极汲取电流,否则在集电极变得太低时会使晶体管饱和。
为了降低寄生电容效应,请使用您愿意花费的电流低的阻抗。例如,您可以将电阻值减小10倍,然后将晶体管电流增大10倍,以得到相同的电压吗?如果是这样,请尝试。
他们说了什么
但
“上升时间”似乎约为微秒的1/3或更长。这意味着有效阻抗为ABOUT 1000欧姆,则有效电容为C ~~~ = T / R = 0.3 x 10 ^ -6 / 1000 =〜300 pF。在这种电容级别上,了解电路的构造以及示波器探头的模型及其设置就变得很重要。是否在例如Vero板上或在面包板上的插头上进行硬连线结构,是否使用“线位”或100 MHz探头或...?作为探头以及示波器的品牌和型号都可能很重要。电路本身可能淹没了所有这些影响,但在此水平上它们开始变得潜在地重要。
在每种情况下,水平(时基-美国/分度)和垂直(幅度V /分度)设置分别是什么?
您在显示结果之间进行了更改吗?(水平=是!,垂直=可能。请参见下文)。
这些照片很有用,并且可以很好地向我们展示正在发生的事情,以及您在部分地欺骗自己,或者可能是观看者欺骗了您所展示的内容。
当您从100 kHz信号更改为500 kHz信号时,两种情况下的波形均占据2格。这意味着您已将时基更改了5倍,从5 uS / div更改为1 uS / div。这意味着与进行视觉比较时相比,第一张照片中的上升波形的上升速度慢了5倍。当您尝试找出实际发生的影响以及发生的位置时,这会有所不同。
同样,您似乎也更改了垂直比例,与上一张相比,最后一张照片具有更高的感光度,因此看起来更高。但是,这种差异可能是由您的探头校准引起的。
您是否已校准示波器探头?
如果对探头施加“完美”的低频方波(例如示波器前面板上的校准销上经常提供的方波),它是否显示为完美的方波,或者其前缘呈圆形?
如果探头不允许您显示对低频方波的方波响应,则它将掩盖较高频率的结果。大多数优质(或半优质)探头的侧面都有调节螺钉,您可以将其连接到“已知方波”波形源,并调节螺钉直到施加方波。
尽管这似乎有些作弊(无论如何使波形看起来都是正方形的),但只要波形实际上是正方形,它就是有效的操作。
而且-您不会在晶体管基极显示驱动源,这很重要。通常,您将使用可能来自5伏电源的驱动电阻,并且该电阻值可能会对结果产生巨大的影响。通常可以通过在驱动电阻两端增加一个“加速电容器”来获得频率响应的显着改善。当关闭基极时,该电容器与基极电容一起用作分压器,以电容性电压阶跃有效地绕过缓慢的电阻放电。在驱动电阻两端(与驱动电阻并联)加上一个从100 pF以下到大约1 nF的电容器可能会产生很大的差异。
您遇到的性能不佳的第一个原因是其他人已经说过的:您使晶体管饱和。
另一个原因是,您使用的集电极电阻非常高。阅读晶体管的数据表。您将看到用于测试晶体管开关性能的实用测试电路。您可能会在该电路中看到一个非常小的集电极电阻。通常为150。您连接的集电极电阻越高,您得到的开关响应就越差。那些快速的晶体管确实确实很快,但是如果您给它们提供足够的集电极电流。
另一方面,如果要获得快速的开关性能,则不想在一个小的集电极电阻上浪费功率,建议您使用图腾柱结构或逻辑门。