常用的加速晶體管開關(guān)方法分享-KIA MOS管

加速晶體管開關(guān)方法

1、加速晶體管開關(guān)：使用加速電容

使用加速電容時(shí)的電路

加速電容對(duì)基極電壓的影響

基極限流電阻R1添加并聯(lián)小容量電容器的電路。這樣，當(dāng)輸入信號(hào)上升、下降時(shí)能夠使R1電阻瞬間被旁路并提供基極電流，所以在晶體管由導(dǎo)通狀態(tài)變化到截止?fàn)顟B(tài)時(shí)能夠迅速?gòu)幕鶇^(qū)取出電子（因?yàn)镽1被旁路），消除開關(guān)的時(shí)間滯后。這個(gè)電容的作用是提高了開關(guān)速度，所以稱為加速電容。

加了加速電容的輸入輸出波形

添加了加速電容之后的輸入輸出波形圖，可以看出晶體管開關(guān)速度明顯提升，邊沿變得陡峭，由于所使用的晶體管以及基極電流、集電極電流值等原因，加速電容的最佳值是各不相同的。因此，加速電容的值要通過實(shí)際電路的開關(guān)波形決定。

2、加速晶體管開關(guān)：肖特基鉗位

提高晶體管開關(guān)速度的另一個(gè)方法是利用肖特基二極管鉗位。這種方法是74LS、74ALS、74AS等典型的數(shù)字ICTTL的內(nèi)部電路所采用的技術(shù)。

下圖是對(duì)圖1添加肖特基鉗位的電路。所謂的肖特基鉗位是在基極與集電極之間接入肖特基二極管。這種二極管不是PN結(jié)，而是由金屬與半導(dǎo)體接觸形成具有整流作用的二極管，其特點(diǎn)是開關(guān)速度快，正向壓降VF比硅PN結(jié)小。

進(jìn)行肖特基鉗位的電路

加了肖特基鉗位的輸入輸出波形

如上圖是加入了肖特基鉗位的輸入輸出波形，可以看出其效果與接入加速電容（圖3）時(shí)相同，晶體管開通關(guān)斷邊沿明顯變陡峭。

分析圖5可知，肖特基二極管的正向電壓降VF比晶體管的VBE小，所以本來應(yīng)該流過晶體管的大部分基極電流現(xiàn)在通過D1被旁路掉了。這時(shí)流過晶體管的基極電流非常小，所以可以認(rèn)為這時(shí)晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)接近截止?fàn)顟B(tài)。

3、加速晶體管開關(guān)：減小基基電阻R1

R1=100Ω時(shí)的電路

R1=100Ω時(shí)的輸入輸出波形

如上圖所示，減小R1電阻至R1=100Ω時(shí)的輸入輸出波形較圖3明顯變陡峭，這是因?yàn)镽1減小時(shí)，其與晶體管密勒效應(yīng)構(gòu)成的低通濾波器的截止頻率升高，所以輸出波形的上升速度加快了。

加速電容是一種與減小基基電阻值等效的提高開關(guān)速度的方法。肖特基鉗位可以看做是改變晶體管的工作點(diǎn)，減小電荷存儲(chǔ)效應(yīng)影響，提高開關(guān)速度的方法。

由于肖特基鉗位電路不像接入加速電容那樣會(huì)降低電路的輸入阻抗，所以當(dāng)驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路的前級(jí)電路的驅(qū)動(dòng)能力較低時(shí)，采用這種方法很有效。

在設(shè)計(jì)這種電路時(shí)要注意肖特基二極管的反向電壓VR的最大額定值（因?yàn)榫w管截止時(shí)電源電壓會(huì)原封不動(dòng)的加在肖特基二極管上）。

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