Повышение быстродействия ключа при использовании ускоряющей емкости

Физика процесса:Ускоряющая емкость С₂ включается параллельно базовому резистору R₁. При открывании транзистора к току базы, задаваемому резистором R1 добавляется ток заряда емкости С₂. Накопление неосновных носителей в базе проходит при большем токе, поэтому, быстро. Но избыточного заряда носителей в базе не накапливается, так как ток базы, после заряда емкости С₂, соответствует граничному току I _бн. При выключении, так как нет избыточного заряда носителей в базе, транзистор быстро запирается. Задержка выходного сигнала становится минимальной.

Схема ключа с ускоряющей емкостью приведена на рис 8.14.

Рис 8.14. Схема транзисторного ключа с ускоряющей емкостью.

Задание: Исследовать влияние величины ускоряющей емкости на форму сигнала на выходе.

Величину емкости С₂ берем 1 пФ, 10 пФ, 100 пФ. Осциллограммы сигналов для этих случаев приведены на рис 8.15 и 8.16.

Рис 8.15. Осциллограмма при С₂=1 пФ

Ускоряющая емкость практически отсутствует. Наблюдаются фронты выходного сигнала достаточно большой длительности.

Рис 8.16. Осциллограмма при С₂=10 пФ

При увеличении С₂ до 10 пФ, улучшается форма сигнала.

Рис 8.17. Осциллограмма при С₂=100 пФ

При С₂=100 пФ на выходе наблюдается хорошая форма сигнала с минимальной задержкой. Следовательно, оптимальная величина С₂=100 пФ.

Исследуем, на какой максимальной частоте сигнала может работать данный ключ.

Рис 8.18. Осциллограмма при частоте генератора f=100 МГц, С₂=100 пФ

Выходной сигнал сильно искаженный.

Рис 8.19. Осциллограмма при частоте генератора f=10 МГц, С₂=100 пФ

Форма выходного сигнала удовлетворительная. Следовательно, максимальное быстродействие ключа – 10 МГц