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双极电源开关晶体管其实是这样的
点击次数:69 发布时间:2021-07-07
  双极电源开关所谓双极型是指具有两个PN结的普通开关晶体管,一般在“彩色显示器”中用作开关电源、行输出级和S校正电路的开关开关。三极管的开关状态和模拟放大状态的要求明显不同,对开关特性的描述没有用通常的一概而论。
  在开关电源中,输出电压是靠晶体管的通断时间比(即占空比)来稳定的。这里用三极管作为开关,利用三极管的放大作用,通过很小的基极电流控制集电极电流。当集电极电流饱和时,认为开关处于导通状态,当集电极电流关闭时,认为开关处于关断状态。
  但是,三极管的开/关状态并不理想。导通时,其饱和压降为VCES。关闭时,其IC≠0,具有一定的IEO。与理想开关相比,晶体管作为开关不会与基极控制电流同时导通/截止,它们之间有一定的过程。
  为了研究晶体管开/关的瞬态过程,首先规定开/关的相对值,即当集电极电流达到其饱和电流的90%时,认为导通且集电极电流下降为I。10%的时间,认为它已断开连接。按此标准测量,以晶体管导通/关断过程所需的时间作为比较标准来衡量晶体管的开关特性。
  双极电源开关晶体管工作在开关​​状态和工作在线性放大状态有着完全不同的要求。放大状态要求三极管的Ic完全由IB控制,两者具有稳定的线性关系,包括放大后的模拟波形和输入波形具有完全相同的包络。开关状态要求三极管的基极电流达到Icm/hfe,其集电极电流立即上升到Icm,不应有过渡过程。但实际上这是不可能的,因为三极管利用其放大特性工作在通断状态。
  任何三极管的IC-IB特性都是一条与x轴成角度的斜线。斜线的斜率(即夹角)永远不会垂直于X轴,那么Ir控制Ic从零到Icm的增加也必须符合斜律来实现,所以需要一定的时间来开启/关闭。
  此外,双极电源开关双极晶体管的基本放大原理也需要一定的时间进行开关动作。三极管处于放大状态,一般用共基极放大状态的高截止频率(fT)和高频率(fa)来表示三极管可以工作的频率范围。然而,fT和fa并不完全代表晶体管的开关特性。虽然fT和fa越高,三极管的开关特性越好,但有些晶体管的fr和fa相同,但它们的开关特性不同。因此,三极管的开关特性常用开关的导通时间ton和关断时间toff来表示。

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