首先让我告诉你,我对电路中的晶体管了解不多。我有一个晶体管 S8050 D 331,它的连接方式如下图所示。我遇到的问题是当我应用高于 300 KHz 的输入方波信号时。晶体管没有那么快。这正常吗?在数据表中它说 150 MHz 转换频率。
以 100 kHz 的输入信号输出:
以 300 kHz 的输入信号输出:
以 500 kHz 的输入信号输出:
首先让我告诉你,我对电路中的晶体管了解不多。我有一个晶体管 S8050 D 331,它的连接方式如下图所示。我遇到的问题是当我应用高于 300 KHz 的输入方波信号时。晶体管没有那么快。这正常吗?在数据表中它说 150 MHz 转换频率。
以 100 kHz 的输入信号输出:
以 300 kHz 的输入信号输出:
以 500 kHz 的输入信号输出:
他们所说的,
但
“上升时间”似乎是大约 1/3 微秒或更多。这意味着有效阻抗约为 1000 欧姆,则有效电容为 C ~~~= T/R = 0.3 x 10^-6/1000 =~ 300 pF。了解您的电路是如何构建的以及示波器探头的模型及其设置与这种电容水平相关。无论是在例如 vero 板上还是在插入式面包板上进行硬接线,无论您使用的是“线头”还是 100 MHz 探头还是......?因为探头和示波器的品牌和型号都可能很重要。电路本身很可能淹没了所有这些影响,但在这个水平上它们开始具有潜在的意义。
在每种情况下,水平(时基 - uS/格)和垂直(幅度 V/格)设置是什么?
您是否在显示的结果之间更改了它们?(水平 = 是!,垂直 = 也许。见下文)。
这些照片很有用,很好地向我们展示了正在发生的事情,以及你部分地愚弄了你自己,也许你的观众也被你展示的东西所欺骗。
当您从 100 kHz 信号更改为 500 kHz 信号时,波形在两种情况下都占用 2 个格。这意味着您已将时基更改了 5 倍,从 5 uS/格变为 1 uS/格。这意味着第一张照片中的上升波形比进行视觉比较时明显的上升速度慢 5 倍。当您试图找出真正发生的影响以及它们发生的位置时,这会有所不同。
此外,您似乎也更改了垂直比例,与第一张相比,最后一张照片的灵敏度更高,因此看起来更高。但是,这种差异可能是由您的探头校准造成的。
您是否校准过示波器探头?
如果您在探头上应用“完美”低频方波,例如通常在示波器前面板上的校准引脚上可用,它是否显示为完美方波,还是具有圆形前沿?
如果探头不允许您显示对低频方波的方波响应,那么它将掩盖更高频率的结果。大多数好的(或半好的)探头的侧面都有一个调节螺钉,可让您将它们连接到“已知方波”波形源并调整螺钉,直到应用方波。
虽然这似乎有点作弊(无论如何都让波形看起来是方形的),但只要波形实际上是方形的,它就是有效的操作。
而且 -你没有在晶体管基极显示驱动源,这很重要。您通常会使用来自 5 伏电压源的驱动电阻器,该电阻器值会对结果产生巨大影响。通过在驱动电阻上添加一个“加速电容器”,通常可以显着改善频率响应。当关闭基极时,该电容器与基极电容一起用作分压器,以有效地绕过具有容性电压阶跃的缓慢电阻放电。在驱动电阻两端(并联)添加一个低于 100 pF 到 1 nF 的电容器可能会产生显着差异。
这里发生了两件事,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 关闭缓慢,尤其是在饱和时。驱动基座的电路可以通过两种方式解决这个问题。它可以避免驱动晶体管进入饱和状态,并且它可以主动将基极驱动为低电平,而不仅仅是让它悬空,以关闭晶体管。
避免饱和的一种方法是将晶体管偏置到接近其工作范围的中间,然后输入一个足够强的信号,使输出接近但实际上不是下限。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,否则当集电极变得太低时,会使晶体管饱和。
要减少寄生电容效应,请使用您愿意为之消耗电流的低阻抗。例如,您是否可以将电阻值减小 10 倍,然后将晶体管电流增加 10 倍,最终得到相同的电压?如果是这样,请尝试。
你让它饱和。通过增加“输入信号”和基极之间的电阻来降低基极电流,使基极电流小于集电极电流的 10% - 尝试 Ic/20。然后一个技巧是在基极到集电极添加一个肖特基二极管,以在 Vc < Vb 时夺取晶体管的基极电流。有关更多信息,请参阅此问答。
您遇到性能不佳的第一个原因是其他人已经说过:您正在使晶体管饱和。
然后另一个原因是,您使用了非常高的集电极电阻。阅读晶体管的数据表。您将看到一个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\$\Omega\$。您连接的集电极电阻越高,您将获得越差的开关响应。那些快速晶体管确实很快,但如果你给它们足够的集电极电流。
如果你想获得快速的开关性能,另一方面你又不想把功率浪费在一个小的集电极电阻上,我建议你使用图腾柱结构或逻辑门来代替。