Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

отличается от распределения в активном режиме). Практически для различных бездрейфовых транзисторов тП= (0,5 -4- 1)тр, а для дрейфовых тц > тр, но часто для простоты принимают тп ~ тр. Наряду с ур-иием (2.49а) в основе метода заряда лежит соотноше­ ние между зарядом в базе и током коллектора в активном режиме

-ур-нпя (2.496), Q = тр/б. Различным значениям Ы соответствуют различные величины заряда в базе. В области отсечки заряд неос­ новных носителей в базе незначителен и им обычно пренебрегают. С ростом тока базы заряд растет и на границе насыщения дости­ гает значения Qrp = трЛзнПри дальнейшем увеличении тока базы,

В общем случае при скачкообразном изменении тока базы іо(і) на величину Д/б в соответствии с ур-иием (2.49а) заряд изменяется по экспоненциальному закону

Если поделить равенство (2.52) на ха и учесть (2.50), то для активной области получим

98

Соотношения (2.51) — (2.53) в разной форме описывают пере­ ходную характеристику транзистора. Однако надо иметь в виду, что ф-лы (2.51), (2.52) справедливы для всех областей работы транзистора, а (2.53) — только для активной области.

Для учета влияния емкости Ск коллекторного перехода в ле­ вую часть ур-ния (2.49а) необходимо ввести еще одну компонен­ ту — ток смещения через емкость Ск:

Для рассматриваемой схемы транзисторного ключа рис. 2.13, полагая, что скорость изменения напряжения «Кб примерно равна

постоянных времени тр или тя в показателе экспоненты появляется эквивалентная постоянная Т р экв или т НЭкв-

Длительность включения

Пусть в исходном состоянии ключ (рис. 2.13) выключен, тран­ зистор заперт некоторым обратным напряжением «бзЕсли прене­ бречь неуправляемым тепловым током До. то.заряд в базе Q0= 0.

При подаче на вход ключа отпирающего перепада напряжения (положительного в случае транзистора п-р-п-типа и отрицатель­ ного в случае р-п-р-типа) эмиттерный переход получит прямое сме­

щение и через базу будет протекать постоянный ток / б , величина которого определяется величинами входного напряжения и

сопротивления Re в цепи базы. При этом предполагается, что Re много больше входного сопротивления Rax открытого транзистора (Rвх — порядка сотен Ом).

Необходимо отметить, что прямое смещение эмиттерного пере­ хода не может возникнуть мгновенно; задержка отпирания тран­ зистора после подачи отпирающего напряжения обусловлена из­ менением заряда входной емкости Свх. Напряжение на емкости

При дальнейшем рассмотрении переходных процессов будем считать, что при поступлении отпирающего перепада транзистор отпирается сразу, хотя в действительности начало процесса задер­ живается и переходная характеристика сдвигается вправо на вре­

мя &

100

Пусть в момент t — О на вход ключа поступает положительный перепад тока /б и пусть (рис. 2.23) Іб — яД», s > 1; /бн = ^ Лга/ß ~ Ац/р/^к.

Заряд в базе Q и коллекторный ток ік будут возрастать в соот­

лучить, прежде всего, при увеличении отпирающего тока /б и при­ менении более высокочастотных транзисторов.

По истечении времени 4 транзистор находится в режиме на­ сыщения, токи транзистора практически не меняются, а заряд в

базе продолжает нарастать до уровня т„/б с постоянной времени т„; за время ta ~ (2ч-3)ти завершается процесс накопления заря­ дов, и транзистор переходит в стационарный режим.

Длительность выключения

Пусть в некоторый момент времени на вход транзистора по­ дается запирающий перепад тока (рис. 2.24): ток базы скачком

изменяется от положительного уровня 4 до отрицательного 7® (например, в результате подачи обратного перепада входного на­ пряжения Е° — А4). Отрицательный ток приводит к уменьшению заряда, накопленного в базе (к так называемому рассасыванию заряда) в соответствии с переходной характеристикой (2.53). Оче­ видно, что, пока заряд в базе Q больше Qrp (т. е. Qn36 > 0 ) , кол­ лекторный ток и коллекторное напряжение не меняются. Длитель­ ность рассасывания tv определяется временем, в течение которого

ступает в момент, когда процесс накопления зарядов в базе еще не завершен.

101