无意间和同事讨论三极管开关电路三极管关断时间到底是谁决定的。刚开始讨论的时候心里觉得这么个简单电路有什么好讨论的做过电子的谁没有用过这个电路但是深入想想还真没有理解到位。一开始会觉得三极管关段时间是由两部分组成一个是存储时间ts一个是上升时间tr。翻翻三极管手册就都知道了。至于这两个时间是怎么产生的实际是三极管工作在饱和导通 - 截止的开关状态关断时集电极电压从 0V 升到 5V 的延迟是少子存储→反向抽取→少子消散→集电极电流衰减→电阻压降消失的连锁过程这个会涉及到半导体物理部分太高深也不谈的知道个背景就行。但是这个规格书给出的ts和tr时间由测试条件和实际电路中的参数不一样直接借鉴也不行。上文的电路图一仿真就可以看到ts1.3ustr90ns左右的。这个存储时间比规格书给出的足足高出6倍。要是直接参考规格书给出的数据设计电路尤其是推挽电路中就没有留出的足够的死区时间造成电路的失效。再一讨论认为基区存储的少子无法瞬间消散一部分被反向电流抽走另一部分通过载流子复合空穴 电子结合湮灭消失这个抽取 复合的过程需要时间那么这个三极管的存储时间主要是受到基区电流大小的影响只要将基极电阻减小基极电流加大那肯定就可以降低ts时间但是实际并不是这样。通过仿真调整参数从下图仿真波形可以看到尽管将基极电流增大十倍当然同时将集电极电流降低了十倍目的下节讨论基极电流越大存储时间反而越久反而多了400ns左右。这其中原因我找了AI咨询给了我各种理论经典电荷控制模型双极型晶体管基础理论出自《半导体器件物理》S.M.Sze、《晶体管电路设计》—— 模型假设 “存储电荷仅存在于基区”忽略集电区的少子积累之类的信息。这些理论过于工程应用帮助有限可能我们更多的是要考虑实际的结果有指导型的数据。通过将这两个电路的电流电压放大倍数整理后发现了一个现象三极管关断时刻Vc1从0增加此时VB1508mV此时IB1626uA此时IC1502uA放大倍数约为1Vc从0增加此时VB694mV此时IB69uA此时IC4900uA放大倍数约为70也就是说三极管工作在临界饱和的时刻关断速度是较快的越是深度饱和即放大倍数越小的电路关断速度就算越慢毕竟深度饱和基极存储的电荷就多关断起来就慢。所以设计的时候也不能仅仅只关注基极电阻-基极电流的设计要综合整个电路来看。基于上文分析再次仿真两个电路可以看到基极电流相差10倍分别是690uA和68uA。但是存储时间分别是1.46us和1.55us几乎没多少差别至于上升时间tr就主要是三极管关断后集电极电阻Rc给三极管的输出电容充电的时间常数RC决定的R4的电阻大则tr就大.当然ts的大小肯定和三极管的特性有关放大倍数反向恢复电流基区电子浓度等等参数不同的三极管放在相同电路中ts肯定也不一样。这个文章通过仿真讨论对于同一个三极管而言决定关断速度快慢的关键因素是饱和深度而不能仅仅只看基极电流和规格书给出的ts和tr的值。。---------------------作者kk的回忆链接https://bbs.21ic.com/icview-3505273-1-1.html来源21ic.com此文章已获得原创/原创奖标签著作权归21ic所有任何人未经允许禁止转载。