2、半导体三极管的静态开关特性(1)饱和导通条件及饱和时的特点饱和导通条件:三极管基极电流大于其临界饱和时的数值Irs时,饱和导通。饱和导通时的特点:对于硅三极管,饱和导通后UBE~0.7V, UcE=UcEs≤0.3V如同闭合的开关。Rpig≥IBSr=UCES≤0.3Vuo(a)(2-16)
2、半导体三极管的静态开关特性 ⑴ 饱和导通条件及饱和时的特点 饱和导通条件:三极管基极电流iB大于其临界饱和 时的数值IBS时,饱和导通。 饱和导通时的特点:对于硅三极管,饱和导通后 uBE≈0.7V,uCE=UCES≤0.3V 如同闭合的开关。 (2-16)
(2)截止条件及截止时的特点截止条件:uBE<U。=0.5V式中,U.是硅三极管发射结的死区电压。截止时的特点:ip~0,ic~0如同断开的开关。Rpu=UL<0.5Vuo(b)(2-17)
⑵ 截止条件及截止时的特点 截止条件: uBE<Uo =0.5V 式中,Uo是硅三极管发射结的死区电压。 截止时的特点:iB≈0,iC≈0 如同断开的开关。 (2-17)
二、动态特性半导体三极管和二极管一样,在开关过程中也存在电容效应,都伴随着相应电荷的建立和消散过程,因此都需要一定时间,右图所示是三极管开关电路中u为矩形脉冲时,相应ic和uo的波形。u./Vic0.91csa70.1lcs0uol(2-18)
二、动态特性 半导体三极管和二极管一样,在开关过程中也存在电 容效应,都伴随着相应电荷的建立和消散过程,因此都 需要一定时间。 右图所示是三极管开关电路中uI为矩形脉冲时,相 应iC和uO的波形。 (2-18)
(1)开通时间当输入电压u由U=一2V跳变到Um=3V时,三极管需要经过延迟时间t.和上升时间t.之后,才能由截止状态转换到饱和导通状态。开通时间为ton=ta +t.(2)关断时间当输入电压u由Um=3V跳变到Uπ=一2V时,三极管需要经过存储时间t、下降时间之后,才能由饱和导通状态转换到截止状态。半导体三极管的关断时间为toff-t, +tr半导体三极管开关时间的存在,影响了开关电路的工作速度。由于tof>ton,所以减少饱和时基区存储电荷的数量,尽可能地加速其消散过程,即缩短存储时间ts,是提高半导体三极管开关速度的关键。(2-19)
⑴ 开通时间 当输入电压uI由UIL=-2V跳变到UIH=3V时,三极 管需要经过延迟时间td和上升时间tr之后,才能由截止 状态转换到饱和导通状态。开通时间为 ton =td+tr ⑵ 关断时间 当输入电压uI由UIH=3V 跳变到UIL=-2V时,三极 管需要经过存储时间t s、下降时间t f之后,才能由饱和导 通状态转换到截止状态。半导体三极管的关断时间为 toff=t s+t f 半导体三极管开关时间的存在,影响了开关电路的工 作速度。由于toff>ton,所以减少饱和时基区存储电荷的 数量,尽可能地加速其消散过程,即缩短存储时间 tS, 是提高半导体三极管开关速度的关键。 (2-19)
3.1.4MOS管的开关特性MOS管最显著的特点也是具有放大能力。不过它是通过栅极电压uGs控制其工作状态的,是一种具有放大特性的由电压uGs控制的开关元件。、、静态特性1、结构示意图、符号、漏极特性和转移特性N沟道增强型MOS管的结构示意图、符号如下图所示OGSD二氧化硅金属铝DN+N+GP-Siso(b)符号(a)结构示意图(2-20)
MOS管最显著的特点也是具有放大能力。不过它 是通过栅极电压uGS控制其工作状态的,是一种具有 放大特性的由电压uGS控制的开关元件。 一、静态特性 1、结构示意图、符号、漏极特性和转移特性 N沟道增强型MOS管的结构示意图、符号如下图所示。 3.1.4 MOS管的开关特性 N+ N+ S G D 二氧化硅 P-Si (a) 结构示意图 金属铝 (b) 符号 S G D (2-20)