HA1-5104BJT的開關特性

BJT的開關作用,由BJT構成的開關電路如圖3.2.1(a)所示,圖中BJT為NPN型硅管。當輸入為低電平時,例如U1=VIL=0Ⅴ時,BJT的發射結為零偏(vBE=0),集電結為反向偏置 (UBc<0),只有很小的漏電流流過PN結 ,故IB≈ 0,Ic≈ 0,v0=vcE≈

VCc,對應于圖3.2.1(b)中的A點 。這時集電極回路中的c、 E極之間近似于開路 ,相當于開關斷開一樣 ,輸出為高電平。 BJT的這種工作狀態稱為截止① 。

當輸人為高電平時,例如UI=yIH=5Ⅴ時,調節Rb,使IB=Vcc/卩Rc,則BJT工作在圖3.2.1(b)中的B點,集電極電流Ic已達到最大值VCC/Rc,由于Ic受到Rc的限制,它已不可能像放大區那樣隨著IB的增加而成比例地增加了,即認為集電極電流

已達到飽和,對應的基極電流稱為基極臨界飽和電流IBs=VCc/卩Rc, 而集電極電流稱為集電極飽和電流Ics=Vcc/Rc,此后,如果再增加基極電流,則飽和程度加深,但集基本上保持在Ics不再增加,集電極、發射極之間的該電壓稱為BJT的飽和壓降VcEs,它也基本上不隨IB增加而改變。由于VCES很小,集電極回路中的c、e極之間近似于短路,相當于開關閉合一樣,輸出為低電平。BJT的這態稱為飽和導通。此時vBE≥0.7Ⅴ ,vcE=0.3Ⅴ ,則vBc=0.4Ⅴ ,亦即BJT飽和時集電結和發射結均處于正向偏置,這是判斷BJT工作在飽和狀態的重要依據。NPN型BJT截止、放大、飽和三種工作狀態的特點列于表3.2.1中,以便比較。

NPN型BJT截止、放大、飽和工作狀態的特點

BJT的開關時間,BJT的開關過程是管子在飽和與截止兩種狀態之間的相互轉換,也是內部電荷“建立”和“消散”的過程。因此,需要一定的時間才能完成。

當圖3.2,1(a)所示開關電路的輸入端加入一個數字脈沖信號,則輸出電流ic和輸出電壓v。的變化均滯后于輸人電壓vI的變化,其波形分別如圖3.2.2(b)和3,2.2(c)所示。為了對BJT開關的瞬態過程進行定量描述,通常引入延遲時間Td、上升時間Tr、存儲時間Ts和下降時間Tf參數來表征。通常把TOn=Td+Tr稱為開通時間,它反映了BJT從截止到飽和所需的時間,在這個過程中.