Frage:
Welche Parameter im Datenblatt geben Auskunft über die Sprungantwortqualität eines BJT?
hkBattousai
2014-06-04 14:33:49 UTC
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Ich habe einen Test mit zufällig ausgewählten 12 NPN-BJTs durchgeführt. Ich legte an jeden einen Takt an und beobachtete ihre Kollektorspannungen. Einige von ihnen zeigten eine sehr niedrige Anstiegszeit, während andere furchtbar langsam reagierten. Soweit mir klar wurde, liefern Leistungstransistoren wie 2N3055 sehr hohe Anstiegszeiten, während solche mit sehr niedriger Kollektorstromstärke sehr niedrige Anstiegszeiten ergeben.

Früher dachte ich, dass die "Übergangsfrequenz" ergeben würde genug Informationen dazu. Ich habe einen 100-MHz-Transistor ( BC817) gewählt, der jedoch selbst bei 20 kHz nicht überleben konnte. Daher sollte der Parameter "Übergangsfrequenz" nicht genügend Informationen allein liefern oder sich auf etwas völlig anderes beziehen (ich weiß nicht).

Meine Frage ist, wie ich den Schritt grob vorhersagen kann Antwortmerkmale eines BJT anhand seines Datenblattes? Welche Datenblatteinträge geben Auskunft über dieses Verhalten?

schematic

enter image description here

Ich denke, das ist keine gute Teststrecke.Ich würde einen Stromgenerator für jeden Bjt verwenden, damit jeder von ihnen tief in den Sättigungsbereich geht.
Fünf antworten:
#1
+7
Andy aka
2014-06-04 16:57:05 UTC
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Es ist normalerweise die Kapazität, die Probleme verursacht - und normalerweise ist die Müllerkapazität der Hauptschuldige. Die Müllerkapazität ist intern vom Kollektor zur Basis und wenn die Basis von einer hohen Impedanz (10k in Ihrem Diagramm - wirklich ziemlich hoch, um eine anständige Leistung zu erwarten) angesteuert wird, bildet die Müllerkapazität ein Tiefpassfilter mit dem Eingangswiderstand.

Wenn Müller C 10 pF und der Eingangswiderstand 10 kOhm beträgt, bilden diese beiden Komponenten ein Tiefpassfilter mit einem Grenzwert von: -

\ $ f_C = \ dfrac {1} {2 \ pi RC} \ $ = 1,59 MHz.

Versuchen Sie, den 10-kOhm-Eingangswiderstand auf einen sinnvolleren Wert wie 330 Ohm zu reduzieren, und sehen Sie den Unterschied. Ich habe einen BC817 so simuliert, wie Sie ihn gezeichnet haben, und es dauerte ungefähr 2,3 us, um beim Ausschalten 11 Volt zu erreichen. Mit einem 1k Eingangswiderstand dauerte es weniger 0,33us. Mit 330 Ohm dauerte es ungefähr 0,25 us.

Wenn ich die Kollektorlast auf 1 k senkte und den 330 Ohm Eingangswiderstand behielt, dauerte es ungefähr 0,09 us.

Das Absenken dieser Widerstände alle dienen dazu, den Effekt der Müllerkapazität (unter anderem) zu verringern.

#2
+4
Vovanium
2014-06-04 17:11:48 UTC
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In den meisten Datenblättern gibt es einen Abschnitt mit dem Namen "Dynamische Eigenschaften" oder "Schaltcharakteristik" (oder beides). Es gibt auch einige Parameter, die sich möglicherweise in "Kleinsignaleigenschaften" befinden.

Wichtige Parameter, die Sie überprüfen sollten, sind:

  • Verzögerungs- / Anstiegs- / Abfallzeit - sie bedeuten genau sie sind: Umschaltzeiten
  • Produkt der aktuellen Verstärkungsbandbreite - oberhalb dieses Frequenzteils wird überhaupt nicht verstärkt (Verstärkung ist kleiner als eins), bei halber Frequenz hat es eine Verstärkung von zwei usw.
  • Eingabe / Ausgabe / etc. Kapazitäten - sie beeinflussen die Impedanz der Schaltung, z. Basiswiderstand mit Eingangskapazität bildet ein Tiefpassfilter mit einer bestimmten Grenzfrequenz.

Hinweis: Wenn der Hersteller einen Transistor für den linearen Modus entwickelt, können die Schalteigenschaften überraschend schlecht sein. Z.B. Wie Sie sehen, kann die Ausschaltzeit des Transistors im Vergleich zur Einschaltzeit sehr lang sein. Dies liegt daran, dass viele kleinere Träger in der Grundfläche viel Zeit benötigen, um sich neu zu kombinieren. Dieser Effekt kann verringert werden, z. G.

Sehen Sie sich das folgende Schema an und simulieren Sie es, um zu sehen, wie sich eine Änderung des Fahrverhaltens auf die Leistung des Schaltens auswirkt.

schematic

simulieren diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab sup>

Switching timing

#3
+1
Brian Drummond
2014-06-04 20:22:23 UTC
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Interne Kapazität ist Teil des Problems, wie Andy und Nidhin sagen. Dies wirkt sich auf die Anstiegszeitkomponente der Schaltzeit aus und macht ein großes Gerät mit hoher Kapazität wie das 2N3055 langsamer als das BC547.

Aber mehrere der Schaltkurven zeigen etwas anderes: eine lange Verzögerung vor dem Start der Umschaltung; gefolgt von einer relativ schnellen Anstiegszeit. Diese Transistoren sind gesättigt: Ein kurzer Blick auf das Schema zeigt Ib = Ic (ungefähr) und die Sättigung ist definiert als Ib> = Ic * 0,1. Im Wesentlichen speichert ein Sättigungstransistor Ladung im Basisbereich und Wenn Sie den Basisstrom entfernen, wird die verbleibende Ladung von Vce vom Kollektor angezogen, aber Vce liegt nahe bei 0, so dass die Anziehung schwach ist und der Transistor so lange leitend bleibt, bis sich die Ladung auflöst.

Schnellschaltende Transistoren würden dies tun entwickelt werden, um diesen Ladungsspeicher zu minimieren.

Dieses Q&A gibt einen Teil der Hintergrundgeschichte zur Sättigung und eine mögliche Lösung, die interessant sein könnte, einen der Sättigungstransistoren anzuprobieren ( zB grüne Spur: BC337?), um zu sehen, ob die Schaltgeschwindigkeit verbessert ist.

#4
  0
nidhin
2014-06-04 15:33:21 UTC
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Ich denke, es ist die interne Kapazität, die die Verzögerung verursacht. Die Anstiegszeit nimmt mit zunehmender Kapazität zu. Ich bin nicht sicher, ob alle Datenblätter diese Daten enthalten.

Ich habe einige Datenblätter gesehen, in denen die Eingangskapazität und die Ausgangskapazität erwähnt werden (z. B. BC547).

In der Schaltungsplatte wird der Wert für die Emitterübergangskapazität ( C_JE0 ) und die Kollektorübergangskapazität ( C_JC0 ) im Parameter der Transistoren angegeben. Vielleicht können Sie die verwendeten Transistoren anhand der Kapazitätswerte vergleichen und daraus eine Schlussfolgerung ziehen, da ich nicht 100% sicher bin.

#5
  0
WhatRoughBeast
2014-06-04 15:38:41 UTC
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Viel hängt vom Transistor ab. Wenn der Hersteller erwartet, dass es so verwendet wird, wie Sie es verwenden, wird im Datenblatt ein Abschnitt mit der Bezeichnung "Schaltcharakteristika" angezeigt, der sich aus Verzögerungs-, Lagerungs-, Anstiegs- und Abfallzeiten sowie den Bedingungen zusammensetzt, unter denen sie vorliegen angegeben.

Wenn das Datenblatt keinen solchen Abschnitt enthält, ist es eine gute Wette, dass Sie ihn nicht zum Wechseln verwenden möchten. Beim BC817 habe ich keine Ahnung, warum er sich schlecht verhält. Es hat eine ausgezeichnete Sättigungsleistung und sein Produkt mit der Verstärkungsbandbreite (auch als Übergangsfrequenz bezeichnet) beträgt etwa 1/3 des eines 2N3904 oder 2N2222.

Ich kann Ihre Grafiken nicht lesen - der Text ist zu klein Daher kann ich nicht sagen, welche Spur zu welchem ​​Transistor gehört.

Mit "Bild anzeigen" oder dem Äquivalent Ihres Browsers können Sie das Diagramm erweitern.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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