肖特基晶体管,不确定我了解吗?


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因此,我一直在浏览和阅读《数字计算机电子学》一书,然后才想到……似乎很简​​单,我理解它的“要点”,但是我不确定我确切地知道它是如何工作的。 。

“在肖特基晶体管中,肖特基二极管在晶体管达到饱和之前将电流从基极分流到集电极。”

我想这部分在^^^上方使我感到困惑

http://en.wikipedia.org/wiki/Schottky_transistor

从我收集到的数据来看,肖特基二极管的正向电压为.25 V ...因此它从输入线中抽出了.25 V(从图片的左侧开始),并将THAT放到集电极中...所以只需更少的时间即可切换...因为基极电压降低了.25 V?还是在集电极上添加了.25 V,所以当晶体管“打开”时,它已经流过一点(因为在关闭时,.25 V不足以实际流过?)?维基百科条目令人困惑。问这样一个简单的问题,我感到很愚蠢。

在此处输入图片说明


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您需要整理一下电压和电流的概念(电压不流动)。另外,单位区分大小写,伏特的符号为V(大写)。
starblue 2013年

为了理解肖特基晶体管,我必须跳过的一个障碍是,在饱和晶体管中,集电极-发射极之间的电压差小于基极-发射极之间的电压差。(,相对于V b È0.6 V,检查更准确的值的数据表)。这是肖特基二极管如何设法永远得到正向偏置。VCË0.2VVbË0.6V
Phil Frost

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@starblue,为确保OP养成正确的习惯,我将澄清伏特的符号是大写的“ V”,但伏特这个词本身不大写。
Photon

@The Photon是的,对此感到抱歉,它表明我不是母语人士。
starblue

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@starblue,很多以英语为母语的人实际上也错了。
Photon

Answers:


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发生的是:

随着基极电压的升高,晶体管开始导通,其集电极电压下降(假设它具有集电极电阻或类似的限流元件)

通常,典型的双极型晶体管的饱和电压约为200mV或更小。当集电极电压Vce降至Vbe-Vschottky以下时,肖特基开始导通(现在正向偏置),基极电流开始流过它进入集电极。这种从基极“窃取”的电流,阻止了晶体管的导通和集电极达到其饱和电压。
系统将达到平衡状态,因为晶体管在没有基极电流下降的情况下无法再导通(您可以将其视为负反馈形式),并将稳定在Vbe-Vschotkky附近(例如,约700mv-450mV)而不是〜200mV)

因此,为澄清起见,Vce的公式为:

Vce = Vbe-Vschottky

如果我们有此电路,并施加0-2V的倾斜电压:

肖特基晶体管

我们得到如下模拟结果:

肖特基晶体管Sim

请注意,当Vcollector跌落至约700mV以下时,肖特基管开始导通,集电极电压稳定在650mV左右。

如果我们除去肖特基,则:

没有肖特基的仿真

我们可以看到收集器一直下降到89mV(我使用了光标,因为很难从图中看到)


这种排序是有道理的……但是我想我不明白您的意思是,当晶体管“导通”时,集电极电压下降,而当晶体管“导通”时,不应有很多电压流过。通过收集器通过发射器?除非我不了解晶体管的工作原理,否则...施加到基极的电压是否不允许电压流过集电极并流出发射极?我想让我感到困惑的是,当晶体管“导通”时,为什么集电极上的电压会更低?

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请参阅@starblue关于这一点的评论-电压不流动,这是两点之间的电位差。随着晶体管导通,电流增加。快速进行类比;想像电池,如泵,它产生的压力就是电压,流过管道的水是电流。晶体管的作用有点像管道中的阀门来控制电流。我可能会读一本基本的电子书(《实用电子学》非常好),并通读前几章,然后再回到本章。
奥利·格拉泽

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按照水的类比,电阻器R2就像管道中的细管,在其两端产生压力差(电压)。随着晶体管的打开/关闭,其两端的压差增加/减小。当晶体管关闭时,压力/电压最高(由于没有水流,它将处于全泵压力)。当晶体管打开且水/电流流动时,其两端的压力/电压下降,因此压力R2和晶体管的结点的电压下降。对不起,如果您对此感到困惑,请尝试绘制一张粗糙的图片。
奥利·格拉泽

我认为这是有道理的,随着晶体管的关闭,一堆“背压”又称VOLtage在其后面累积,一旦打开,PRessure(电压)就会释放,直到它降至0.2v或达到的最低电压为止。正确?

但是,一个简单的问题是....由于12v处于关闭状态时处于晶体管的集电极.....这是否会完全加热晶体管...或者因为它没有接收电流,我想这没有关系吗?

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奥利(Oli)的回答很好地说明了发生的机理:如果没有二极管,随着基极电流的增加,晶体管将更难以导通,则晶体管Vce会降至Vbe以下,直到晶体管在Vce = 0.2或什至0.05V时达到饱和。

在存在二极管的情况下,当Vce降至约0.45V(0.7V减去二极管0.25V的正向电压)以下时,二极管将开始窃取基极电流,从而防止晶体管饱和。(我不确定为什么奥利说这会在Vce = 0.7V时发生,也许他在仿真中使用的是“理想二极管”)。

但是缺少的是为什么:

当晶体管饱和时,基极区域将被多余的载流子所淹没,实际上没有集电极电势(Vce接近于0)将它们吸引到基极之外。因此,当您关闭基极电流时,晶体管会在关闭之前的相当长的时间内保持导通状态。

以这种方式防止饱和(通过消除多余的基极电流)意味着它可以更快地关闭,同时不影响开启时间。

在相同功率下,将此hack添加到74系列逻辑中,其速度(74S)基本上增加了两倍,而在相同性能下,其功耗却大大降低了(74LS)。


我说这发生在0.7V左右,因为这大约是双极晶体管的基极-发射极压降。肖特基二极管的正向电压在低电流水平下(例如在我的模拟中)很小,因此几乎不增加任何东西(如果基极电阻较低,则它将在较低的电压(例如您提到的0.45V)处发生)。您可以在我的答案的仿真中看到这一点(二极管开始在0.7V左右开启)。
奥利·格拉泽

好的,因此对于微小的过电流,Vschottky将远小于0.25V。但是,对于足够小的电流,Vbe更像是0.6V。但是等式的形式仍然是Vce = Vbe-Vschottky,并且随着输入电流的增加趋于0.4V。
Brian Drummond 2013年

是的,我在第二段中提到了“当集电极电压下降到低于Vbase-Vschottky时”(它实际上应该是Vbase发射极,但暗含接地)尽管它不是以公式表示的,但我也许应该这个更清晰。
奥利·格拉泽

好吧,我编辑了答案以进行一些澄清。
Oli Glaser 2013年

这是一个问题:将肖特基二极管与直接将基极直接连接到集电极有何不同?如果这样做,V_ce将始终保持在0.6-0.7 V左右,这还将使晶体管保持在有源区域。
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