貼片三極管是數字電路中基本的開關元件,要么工作在飽和區,要么工作在截止區,放大區只作為飽和到截止或者截止到飽和的瞬間過渡過程。三極管的開關條件及開關狀態的工作過程是一個值得注意的問題。
例如要計算三極管工作在開關狀態,首先要知道三極管工作在開關狀態基極的飽和電流,假定某管的飽和電流為100ma,那么基極的電阻Rb=U-0.7/0.1
式中:U是工作電壓,0.7是二極管壓降,0.1即使某管的飽和電流100ma。放大的也這樣算。
在工作中,如果IB>IBS≈VCC/(βRC),則三極管一定飽和導通。臨界飽和以前,IC=βIB。進入飽和以后,隨著IB的增加,IC只略微增加,三極管基本上沒有電流放大作用。所以,IB>IBS是判斷管子是否飽和導通的條件。對硅管來說,飽和時,VBE≈0.7V,VCE=VCES≤0.3V。這如同開關的閉合狀態。
對硅管來說,當VBE<0.5V時,三極管截止。這個電壓是硅管發射結的死區電壓,常被作為三極管的截止條件。此時,IB≈0、IC≈0,如同開關的斷開狀態。
三極管的開關過程,是一個電荷的建立和消散過程,需要一定的時間。事實上,當輸入基極的電壓由低電平跳變到高電平時,三極管并沒有立即導通,而是先經過一段延遲時間td(從輸入信號正跳變瞬間到IC上升0.1ICM所需的時間),又經過一段上升時間tr(IC從0.1ICM到0.9ICM所需的時間),集電極電流才接近飽和后的*大值ICM,所以ton=td+tr。當基極電壓由高電平跳變為低電平時,三極管也沒有立即關閉即IC也不是立即為零,而是先經過一段存儲時間ts(從輸入信號負跳變瞬間開始到IC下降到0.9ICM所需的時間),再經過一段下降時間tf(IC從0.9ICM到0.1ICM所需的時間),才進入截止狀態(IC=0),所以toff=ts+tf。
對于普通數字電路的三極管開關電路,采用電路,并選用適當的開關管,根據IB=2.3IBS≈2.3 VCC/(βRC)來計算,基本可以滿足要求。實際應用中,省電,也是需要考慮的。
貼片三極管是數字電路中基本的開關元件,要么工作在飽和區,要么工作在截止區,放大區只作為飽和到截止或者截止到飽和的瞬間過渡過程。三極管的開關條件及開關狀態的工作過程是一個值得注意的問題。
例如要計算三極管工作在開關狀態,首先要知道三極管工作在開關狀態基極的飽和電流,假定某管的飽和電流為100ma,那么基極的電阻Rb=U-0.7/0.1
式中:U是工作電壓,0.7是二極管壓降,0.1即使某管的飽和電流100ma。放大的也這樣算。
在工作中,如果IB>IBS≈VCC/(βRC),則三極管一定飽和導通。臨界飽和以前,IC=βIB。進入飽和以后,隨著IB的增加,IC只略微增加,三極管基本上沒有電流放大作用。所以,IB>IBS是判斷管子是否飽和導通的條件。對硅管來說,飽和時,VBE≈0.7V,VCE=VCES≤0.3V。這如同開關的閉合狀態。
對硅管來說,當VBE<0.5V時,三極管截止。這個電壓是硅管發射結的死區電壓,常被作為三極管的截止條件。此時,IB≈0、IC≈0,如同開關的斷開狀態。
三極管的開關過程,是一個電荷的建立和消散過程,需要一定的時間。事實上,當輸入基極的電壓由低電平跳變到高電平時,三極管并沒有立即導通,而是先經過一段延遲時間td(從輸入信號正跳變瞬間到IC上升到0.1ICM所需的時間),又經過一段上升時間tr(IC從0.1ICM到0.9ICM所需的時間),集電極電流才接近飽和后的*大值ICM,所以ton=td+tr。當基極電壓由高電平跳變為低電平時,三極管也沒有立即關閉即IC也不是立即為零,而是先經過一段存儲時間ts(從輸入信號負跳變瞬間開始到IC下降到0.9ICM所需的時間),再經過一段下降時間tf(IC從0.9ICM到0.1ICM所需的時間),才進入截止狀態(IC=0),所以toff=ts+tf。
對于普通數字電路的三極管開關電路,采用電路,并選用適當的開關管,根據IB=2.3IBS≈2.3 VCC/(βRC)來計算,基本可以滿足要求。實際應用中,省電,也是需要考慮的。