肖特基晶体管,不知道我理解了吗?

电器工程 晶体管 肖特基
2022-01-24 12:26:49

所以我一直在翻阅我的数字计算机电子书,我来到了这个……它看起来很简单,我理解它的“重点”,但我不确定我是否完全理解它是如何工作的.

“在肖特基晶体管中,肖特基二极管在晶体管进入饱和状态之前将电流从基极分流到集电极。”

我想这部分让我在上面感到困惑^^^

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

据我所知,肖特基二极管的正向电压为 0.25 V……所以它从输入线(来自图片左侧)中取出 0.25 V 并将其放入集电极中……所以它'只需要更少的时间来切换......因为底座的电压降低了 0.25 V?或者是向集电极添加 0.25 V,所以当晶体管“打开”时,它已经有一点点流过它(因为 .25 V 不足以在它关闭时实际流过?)?维基百科条目令人困惑。问这么简单的问题我觉得很愚蠢哈哈。

在此处输入图像描述

2个回答

Oli 的回答很好地说明了发生的机制:如果没有二极管,随着基极电流的增加,晶体管的开启更加困难,晶体管 Vce 会低于 Vbe,直到晶体管在 Vce=0.2 甚至 0.05V 时饱和。

在二极管存在的情况下,当 Vce 低于约 0.45V(0.7V 减去二极管 0.25V 正向电压)时,二极管将开始窃取基极电流,防止晶体管饱和。(我不确定为什么 Oli 说这发生在 Vce=0.7V,也许他在他的模拟中使用了“理想二极管”)。

但缺少的是原因:

当晶体管饱和时,基区会充满额外的载流子,并且几乎没有集电极电位(Vce 接近 0)将它们吸引出基极。因此,当您关闭基极电流时,晶体管在关闭之前会保持导通一段相当长的时间。

以这种方式防止其饱和(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。

将此 hack 添加到 74 系列逻辑基本上使其速度(74S)在相同功率下增加了三倍,或者在相同性能下允许显着降低功率(74LS)。

会发生什么:

随着基极电压升高,晶体管开始导通,集电极电压下降(假设它有一个集电极电阻或类似的限流元件)

通常,典型的双极晶体管饱和电压约为 200mV 或更低。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),基极电流开始通过它流入集电极。这会从基极“窃取”电流,从而防止晶体管更多地导通并且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开启(您可以将其视为一种负反馈形式)并且将稳定在 Vbe-Vschotkky 附近(例如~700mv-450mV而不是〜200mV)

因此,为了澄清事情,Vce 的公式是:

Vce = Vbe - Vschottky

如果我们有这个电路并施加一个 0-2V 的斜坡电压:

肖特基晶体管

我们得到这样的模拟结果:

肖特基晶体管模拟

请注意,当下Vcollector降到 ~700mV 以下时,肖特基开始导通,集电极电压在 650mV 左右下降。

如果我们去掉肖特基,那么:

没有肖特基的模拟

我们可以看到集电极一直下降到 89mV(我使用了光标,因为从图中很难看到)