ทำไมฐาน NPN ของฉันจึงปิดช้า


9

วงจรด้านล่างนั้นเรียบง่ายเท่าที่ได้รับ แต่มันก็ไม่ได้ทำตามที่ฉันคาดไว้ V3 เป็นคลื่นสี่เหลี่ยม 3.3Vpp ไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ดังนั้นฉันคาดว่าจะเห็น V_Out สูงเมื่อ V3 ต่ำและในทางกลับกัน โดยทั่วไปวงจรผกผัน

ที่สำคัญฉันคาดหวังว่าวงจรนี้จะเร็วพอที่จะทันกับคลื่น 400 kHz 2222 อาจมีความจุ 25 pf ที่อินพุตซึ่งให้ค่าคงที่เวลา 25 ns ด้วย R2

แผนผัง

จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab

แต่ในการจำลองฉันเห็น V_Base สละเวลาสักครู่เพื่อตอบสนองบนขอบของ V_In:

V_In และ V_Base

น่าเสียดายนี่ดูเหมือนว่าจะทำให้ V_Out ยาวนานกว่าที่ฉันต้องการ ดู V_In กราฟเทียบกับ V_out (โปรดคำนึงถึงความผกผัน):

V_In และ V_Out

ฉันสามารถปรับปรุง "การยืด" โดยการลด R2 หรือ R3 และเร่งวงจร แต่จากมุมมองลำดับแรกฉันไม่เห็นสาเหตุที่ฉันควรทำ ฉันก็ไม่เข้าใจเช่นกันว่าทำไมแค่ขอบเดียวช้า ความจุฐานของอีซีแอลของ Q1 ไม่สามารถอธิบายเรื่องนี้ได้ใช่ไหม มีเอฟเฟกต์อันดับสองที่ฉันขาดไปหรือไม่


ป.ล. ฉันรู้ว่ามันแปลกที่จะมีวงจรอีซีแอลธรรมดาที่ทรานซิสเตอร์ฐานมีขนาดเล็กกว่าทรานซิสเตอร์อีซีแอล ลองเรียกสิ่งนี้ว่าแบบฝึกหัดทางวิชาการ


2
อะไรคือระดับสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า? ฉันเดาว่าทรานซิสเตอร์นั้นขับเคลื่อนด้วยความอิ่มตัวซึ่งอาจต้องใช้เวลาพอสมควรในการฟื้นตัว คุณเคยลองใช้วงจรป้องกันความอิ่มตัวเช่นตัวหนีบเบเกอร์หรือไม่?
บาร์ต

1
3.3V สูงสุดของคุณสู่สูงสุดดูเหมือนมากขึ้น 6.6V ถึงสูงสุดของฉัน
Finbarr

@Finbarr คุณถูกต้องฉันรีบจัดการการถ่ายโอนแผนผัง คงที่ขอบคุณ
jalalipop

1
@Bart ว้าวใช่แล้วฉันไม่อยากจะเชื่อเลยว่าฉันลืมเรื่องความอิ่มตัวไปแล้ว! โพสต์คำตอบและฉันยินดีที่จะยอมรับ
jalalipop

คำตอบ:


9

แรงดันไฟฟ้าอินพุท 3.3 V สูงสุดขับทรานซิสเตอร์เข้าสู่ความอิ่มตัวซึ่งอาจใช้เวลาพอสมควรในการกู้คืน ลองใช้วงจรป้องกันความอิ่มตัวเช่นแคลมป์หรือลดแรงดันไฟฟ้าขาเข้า


12
ดี - บางทีคุณสามารถให้ความรู้แก่ OP (และคนอื่น ๆ ) ได้มากกว่านี้เล็กน้อยเกี่ยวกับการเปลี่ยนจากความอิ่มตัวของสีเป็นตัดและทำไมมันใช้เวลานาน และวิธีที่ตัวหนีบของ Baker ช่วย จำกัด ความลึกของอุปกรณ์ นั่นจะทำให้คำตอบที่ดี
efox29

1
หรือเพิ่มตัวต้านทานพื้นฐาน
RoyC

1
@ Royce ฉันคิดเกี่ยวกับเรื่องนั้น แต่ในที่สุดก็ตัดสินใจว่ามันไม่ใช่การออกแบบที่ดี คุณจะต้องหาตัวต้านทานที่ทำให้อคติฐานด้วยจำนวนที่เหมาะสมในปัจจุบันที่คูณด้วย hfe จะลดลงพอที่ R3 เพื่อแกว่งเอาต์พุต "ต่ำ" แต่ไม่มากพอที่จะทำให้ BJT อิ่มตัว การออกแบบสำหรับ hfe ที่เฉพาะเจาะจงไม่ได้เป็นวิธีที่ดี
jalalipop

ตกลง แต่ฉันจะยังคงออกแบบ hfe ที่ระบุขั้นต่ำ
RoyC

1
@RoyC - แน่นอน แต่ถ้าคุณออกแบบเพื่อความอิ่มตัวของเส้นขอบที่ hfe ขั้นต่ำทรานซิสเตอร์ใด ๆ ที่มีค่ามากกว่าขั้นต่ำ (และส่วนใหญ่เป็นข้อเสนอที่ดีกว่า) จะเข้าสู่ความอิ่มตัวซึ่งเอาชนะจุดนั้น ยิ่งทรานซิสเตอร์ดีเท่าไรผลลัพธ์ก็จะยิ่งแย่ลงเท่านั้น และใช่มีระดับของความอิ่มตัว แต่จุดยังคงอยู่
WhatRoughBeast

1

ฉันมีปัญหาที่คล้ายกันเกิดจากการขับทรานซิสเตอร์ไปสู่ความอิ่มตัวตามที่ Bart กล่าวถึง

เนื่องจากฉันมี PCBs อยู่แล้วการเพิ่มวงจรป้องกันการอิ่มตัวจึงเป็นเรื่องยาก แต่ฉันเปลี่ยนตัวต้านทานพื้นฐานซึ่งเดิมเป็น 1 kohm เป็นตัวต้านทาน 10 kohm ด้วยตัวเก็บประจุ 1 nF แบบขนาน ตัวเก็บประจุเป็นตัวขัดขวางกระแสไฟฟ้าเพื่อเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าฐานอย่างรวดเร็ว


ฉันอยู่บนเรือลำเดียวกันที่นี่ ฉันลงเอยด้วยการข้ามวงจรนี้โดยสิ้นเชิงเนื่องจากมันไม่จำเป็นบนกระดาน แต่ทำในสิ่งที่คุณพูด (ในกรณีของฉัน (200kΩและ 25pf) ในการแสดงผลของฉัน) จริง ๆ แล้วให้ผลงานที่มั่นคง ยังเจ๋ง!
jalalipop

เพื่อเพิ่มอีกเล็กน้อยเพื่อให้ได้ประจุออกจากฐานเมื่อสัญญาณการขับขี่เปลี่ยนสถานะอย่างฉับพลันตัวเก็บประจุชั่วขณะจะทำให้เกิดชีพจรเชิงลบที่จะปรากฏที่ฐานของทรานซิสเตอร์ สิ่งนี้ดึงดูดประจุทั้งหมดออกจากฐานจึงทำให้ทรานซิสเตอร์เข้าสู่การตัดได้เร็วขึ้นเมื่อเทียบกับการปล่อยให้ประจุหาทางออกของตัวเอง
efox29
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.