第三章集成门电路与触发器 动态特性 二极管的动态特性是指二极管在导通与截止两种状态转 换过程中的特性,它表现在完成两种状态之间的转换需要一 定的时间。为此,引入了反向恢复时间和开通时间的概念。 1.反向恢复时间 反向恢复时间:二极管从正向导通到反向截止所需要的 时间称为反向恢复时间。 当作用在二极管两端的电压由正向导通电压U转为反向 截止电压UR时,在理想情况下二极管应该立即由导通转为截 止,电路中只存在极小的反向电流。 实际情况如何呢?
11 第三章 集成门电路与触发器 二. 动态特性 二极管的动态特性是指二极管在导通与截止两种状态转 换过程中的特性，它表现在完成两种状态之间的转换需要一 定的时间。为此，引入了反向恢复时间和开通时间的概念。 1. 反向恢复时间 反向恢复时间：二极管从正向导通到反向截止所需要的 时间称为反向恢复时间。 当作用在二极管两端的电压由正向导通电压 UF转为反向 截止电压 UR 时，在理想情况下二极管应该立即由导通转为截 止，电路中只存在极小的反向电流。 实际情况如何呢？
第三章集成门电路与触发器 实际过程如右图所示。 ①开始扫描 0.1 图中: 0~t时刻:输入正向导通电压UF,二极管导通,电阻很小, 电路中的正向电流I≈UF/R t1时刻:输入电压由正向电压UF转为反向电压U,首先 正向电流lF变到一个很大的反向电流取≈UR/,该电流维持 段时间后开始逐渐下降,经过一段时间后下降到一个很小的 数值0.I(接近反向饱和电流Is),二极管进入反向截止状态 t一称为存储时间;t一称为渡越时间; t=t+t称为反向恢复时间。 12
12 第三章 集成门电路与触发器 实际过程如右图所示。 图中： 0～t1时刻：输入正向导通电压 UF，二极管导通，电阻很小， 电路中的正向电流IF ≈ UF /R。 t1 时刻：输入电压由正向电压UF 转为反向电压 UR，首先 正向电流IF 变到一个很大的反向电流IR ≈UR /R，该电流维持一 段时间t s后开始逐渐下降，经过一段时间t t后下降到一个很小的 数值0.1IR(接近反向饱和电流 IS )，二极管进入反向截止状态。 ts — 称为存储时间； tt — 称为渡越时间； tre=ts+tt 称为反向恢复时间
第三章集成门电路与触发器 产生反向恢复时间te的原因? ★二极管外加正向电压UF时,PN结两边的多数载流子不 断向对方区域扩散,一方面使空间电荷区变窄,另一方面使相 当数量的载流子存储在N结的两侧。 ★当输入电压突然由正向电压UF变为反响电压U时,PN 结两边存储的载流子在反向电压作用下朝各自原来的方向运 动,即P区中的电子被拉回N区,N区中的空穴被拉回P区,形 成反向漂移电流I。 开始时空间电荷区依然很窄,二极管电阻很小,反向电流 FUD/R 经过时间t后,PN结两侧存储的载流子显著减少,空间电 荷区逐渐变宽,反向电流慢慢减小;直至经过时间t后,I减 小至反向饱和电流,二极管截止。该过程如下图所示
13 第三章 集成门电路与触发器 产生反向恢复时间t re的原因？ ★ 二极管外加正向电压 UF 时，PN结两边的多数载流子不 断向对方区域扩散，一方面使空间电荷区变窄，另一方面使相 当 数 量 的 载 流 子 存 储 在 PN 结 的 两 侧 。 ★ 当输入电压突然由正向电压 UF 变为反向电压UR时，PN 结两边存储的载流子在反向电压作用下朝各自原来的方向运 动，即P 区中的电子被拉回 N区，N区中的空穴被拉回 P区，形 成反向漂移电流IR 。 开始时空间电荷区依然很窄，二极管电阻很小，反向电流 IR ≈UR /R。 经过时间ts 后，PN 结两侧存储的载流子显著减少，空间电 荷区逐渐变宽，反向电流慢慢减小；直至经过时间tt 后，IR 减 小至反向饱和电流IS，二极管截止。该过程如下图所示
第三章集成门电路与触发器 2.开通时间 开通时间:二极管从反向截止到正向导通的时间称为开 通时间。 由于PN结在正向电压作用下空间电荷区迅速变窄,正向 电阻很小,因而它在导通过程中及导通以后,正向压降都很 小,故电路中的正向电流I≈UF/R。而且加入输入电压UF 后,回路电流几乎是立即达到耳的最大值。 即:二极管的开通时间很短,对开关速度影响很小,相 对反向恢复时间而言几乎可以忽略不计
14 第三章 集成门电路与触发器 2. 开通时间 开通时间：二极管从反向截止到正向导通的时间称为开 通时间。 由于PN结在正向电压作用下空间电荷区迅速变窄，正向 电阻很小，因而它在导通过程中及导通以后，正向压降都很 小，故电路中的正向电流IF ≈UF /R。而且加入输入电压UF 后，回路电流几乎是立即达到IF的最大值。 即:二极管的开通时间很短，对开关速度影响很小，相 对反向恢复时间而言几乎可以忽略不计
第三章集成门电路与触发器 32.,2晶体三极管的开关特性 静态特性 晶体三极管由集电结和发射结两仑N结构成。根据两 个PN结的偏置极性,三极管有截止、放入饱和3种工作 状态。 个用NPN型共发射极晶体三极管组成的简单电路及 其输出特性曲线如下图所示。 饱和区 Ucc lBe-lBs Icc B5 2141>l0截区 UcE 三极管开关电路及其输出特性 图15匡
15 第三章 集成门电路与触发器 3.2.2 晶体三极管的开关特性 晶体三极管由集电结和发射结两个PN结构成。根据两 个PN结的偏置极性，三极管有截止、放大、饱和3种工作 状态。 一个用NPN型共发射极晶体三极管组成的简单电路及 其输出特性曲线如下图所示。 一．静态特性