1.npn型和pnp型基本開關(guān)原理圖:
上面的基本電路離實(shí)際設(shè)計(jì)電路還有些距離:由于晶體管基極電荷存儲(chǔ)積累效應(yīng)使晶體管從導(dǎo)通到斷開有一個(gè)過渡過程(當(dāng)晶體管斷開時(shí),由于r1的存在,減慢了基極電荷的釋放,所以ic不會(huì)馬上變?yōu)榱悖?。也就是說發(fā)射極接地型開關(guān)電路存在關(guān)斷時(shí)間,不能直接應(yīng)用于中高頻開關(guān)。
2.實(shí)用的npn型和pnp型開關(guān)原理圖1(添加加速電容)
解釋:當(dāng)晶體管突然導(dǎo)通(in信號(hào)突然發(fā)生跳變),c1瞬間短路,為三極管快速提供基極電流,這樣加速了晶體管的導(dǎo)通。當(dāng)晶體管突然關(guān)斷(in信號(hào)突然發(fā)生跳變),c1也瞬間導(dǎo)通,為卸放基極電荷提供一條低阻通道,這樣加速了晶體管的關(guān)斷。c通常取值幾十到幾百皮法。電路中r2是為了保證沒有in輸入高電平時(shí)三極管保持關(guān)斷狀態(tài);r4是為了保證沒有in輸入低電平時(shí)三極管保持關(guān)斷狀態(tài)。r1和r3是基極電流限流用。
3.實(shí)用的npn型開關(guān)原理圖2(消特基二極管鉗位)
解釋:由于消特基二極管vf為0.2至0.4v比vbe小,所以當(dāng)晶體管導(dǎo)通后大部分的基極電流是從二極管然后通過三極管到地的,這樣流到三極管基極的電流就很小,積累起來的電荷也少,當(dāng)晶體管關(guān)斷(in信號(hào)突然發(fā)生跳變)時(shí)需要卸放的電荷少,關(guān)斷自然就快。
4.實(shí)際電路設(shè)計(jì)
在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中需要考慮三極管vceo,vcbo等滿足耐壓,三極管滿足集電極功耗;通過負(fù)載電流和hfe(取三極管最小hfe來計(jì)算)計(jì)算基極電阻(要為基極電流留0.5至1倍的余量)。注意消特基二極管反向耐壓。