Tại sao một bóng bán dẫn C4467 tắt chậm khi dòng collector-emitter thấp

Tôi xây dựng các mạch sau

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Đồng hồ có biên độ xấp xỉ. 5 VDC. Nó được cung cấp bởi một 555. Tôi đã sử dụng hai giá trị khác nhau của R2 cho các thử nghiệm của mình. Thử nghiệm đầu tiên là R2 = 6 ohms. Thử nghiệm thứ hai là R2 = 10000 ohms.

Tôi đã sử dụng máy hiện sóng của mình để ghi lại tín hiệu đồng hồ và điện áp cơ sở. Đồ thị màu xanh là điện áp cơ sở, đồ thị màu vàng là điện áp đồng hồ. Đây là kết quả của bài kiểm tra đầu tiên.

Đây là kết quả của bài kiểm tra thứ hai

Như bạn có thể thấy điện áp cơ sở trở về 0 trong thử nghiệm đầu tiên gần như ngay lập tức.

Trong thử nghiệm thứ hai, điện áp cơ sở mất khoảng 30 micro giây để trở về không. Trong thời gian này, bóng bán dẫn tiếp tục tiến hành. Tại sao điều này chỉ xảy ra khi dòng thu-phát thấp?

Kiểm tra giải pháp được cung cấp dưới đây

Tôi đặt một diode SR306. Bảng dữ liệu ở đây:

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/diodes/ds23025.pdf

Diode này là một lựa chọn kém cho ứng dụng này, nhưng vẫn có thể áp dụng.

Tôi đặt R2 = 10000 ohms cho thử nghiệm này. R1 vẫn là 100 ohms. Đây là dạng sóng một lần nữa với mạch hiện có.

Việc chuyển đổi của bóng bán dẫn vẫn chậm sau đồng hồ.

Đây là dạng sóng với diode được kết nối từ cơ sở đến bộ thu

Các bóng bán dẫn theo dạng sóng trung thành bây giờ. Dưới đây là một cái nhìn cận cảnh hơn về quá trình chuyển đổi

Nó vẫn mất khoảng 2000 nano giây để bóng bán dẫn tắt, nhưng điều này đồng ý với biểu dữ liệu.

Điều thú vị là có một số dao động trên cơ sở, nhưng nó không đáng kể. Nó có biên độ chỉ 100 millivolts.

Bạn đang quá bão hòa bóng bán dẫn. Trong bối cảnh này, bão hòa có nghĩa là$V_{BE}>V_{CE}$. Nếu bạn tưởng tượng bóng bán dẫn NPN của bạn là hai điốt quay lại như hình ảnh bên dưới hiển thị, bạn có thể thấy rằng nếu bạn lái cơ sở của bạn đủ cứng,$V_{CE}$sẽ giảm xuống điện áp rất thấp (ví dụ 0,1 V). Vì chúng tôi đang lái xe cơ sở của chúng tôi rất khó khăn,$V_{BE}$có thể khoảng 0,75V. Điều đó cho chúng ta một$V_{BC}$ 0,65 V và diode đó sẽ bắt đầu tiến hành.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Vấn đề với bão hòa diode này là nó sẽ bị phục hồi ngược. Nó sẽ không ngừng tiến hành cho đến khi tất cả các điện tích được rút ra khỏi diode, cung cấp điện áp cơ bản thông qua bộ thu.

Các dạng sóng bạn đã cung cấp bằng chứng tốt cho thấy đây là trường hợp. Hãy xem xét rằng hiện tại cơ sở của bạn là khoảng 50mA (Sử dụng điều này thay vì 43mA thực tế vì có các đường cong trên biểu dữ liệu cho 50mA). Với tải khoảng 2 A, bạn sẽ có một$V_{CE}$ khoảng 0,18 V. Thử nghiệm thứ hai của bạn sử dụng điện trở 10kΩ sẽ có $V_{CE}$gần 0 V. Do đó, nhiều dòng điện chạy từ cơ sở đến bộ phát thông qua diode thu gom cơ sở với tải nhẹ hơn. Tuy nhiên, cả hai trường hợp đều quá bão hòa vì cả hai đều có một notch nhỏ trong dạng sóng điện áp ngay sau khi tắt bắt đầu.

Một yếu tố khác là với điện trở 6Ω, bạn có thể thoát khỏi chế độ phục hồi ngược của diode phát cơ sở nhanh hơn vì bạn có thể thoát khỏi các sóng mang phụ nhanh hơn. Đây có lẽ là lý do chính cho sự khác biệt về thời gian tắt.

Cuối cùng, điều này sẽ khó giải quyết từ phía ổ đĩa cơ sở, vì bạn cần điện trở cơ sở đó. Một cách giải quyết khả thi là đặt một diode song song với điện trở cơ sở để cung cấp ổ đĩa tốt hơn trong quá trình tắt. Đây là một vấn đề phổ biến trong logic TTL cũ và điốt Schottky được đặt trong mạch để tránh bão hòa (và tăng tốc logic). Điều này xuất hiện trong cái gọi là bóng bán dẫn Schottky đã thực hiện kẹp Baker . Điều quan trọng là sử dụng điốt Schottky cho mục đích này vì chúng có điện áp chuyển tiếp thấp hơn nhiều so với cấu trúc diode bên trong (0,25V đối với Schottky so với 0,6V đối với diode silicon tiêu chuẩn). Nếu không, bạn sẽ có hai điốt bão hòa chống lại tín hiệu cơ sở của bạn.

^{mô phỏng mạch này}

Lựa chọn R2 của bạn không tối ưu, thông thường tôi sẽ sử dụng điện trở 1k đến 4,7k. Điện dung trong bóng bán dẫn có lẽ chiếm sự chậm trễ khi sử dụng điện trở 10k. Tôi cho rằng anh ta đang tìm kiếm một số giá trị khác trong khoảng từ 6 ohm đến 10k. Nếu bạn đọc phần thứ hai của câu hỏi, anh ta đang sử dụng điện trở collector 10k ohm quá cao. "Http": //ecee.colorado.edu/~bart/book/book/ch CHƯƠNG5 / ch5_6. "Htm" Chương 5: Transitor Giao tiếp lưỡng cực Khi bão hòa, miễn là vẫn còn điện tích đáng kể được lưu trữ trong vùng cơ sở, dòng thu sẽ tiếp tục tồn tại. Chỉ sau khi loại bỏ điện tích dư thừa này, tụ điện tiếp giáp cơ sở mới được xả ra và tắt BJT. Việc loại bỏ điện tích dư có thể mất một thời gian trễ đáng kể Một lần nữa chúng ta có thể tính toán sự tiến hóa thời gian của điện tích dư và tính toán dòng điện thu từ nó. Để đặt hàng trước thời gian trễ