Влияние на скорость переключения ключа емкости нагрузки

Физика процесса:

Напряжение на коллекторе транзистора устанавливается после завершения переходного процесса зарядки и разрядки емкости нагрузки С_н (зарядка - через сопротивление коллекторной нагрузки R₂, разрядка – через открытый транзистор).

Собрать схему, показанную на рис 8.11. С₁- емкость нагрузки.

Рис 8.11. Схема для исследования влияния С₁ на быстродействие ключа.

Осциллограммы для случая С₁=1 нФ приведены на рис 8.12.

Рис 8.12. Осциллограммы для С₁=1 нФ

Когда ключ отпирается, емкость С₁ быстро разряжается через открытый и глубоко насыщенный транзистор, длительность фронта мала. При запирании транзистора емкость С₁ достаточно медленно заряжается через резистор R₂ с постоянной времени τ=R₂·C₁.

При уменьшении емкости (С₁=100 пФ) уменьшается длительность фронта (рис 8.13)

Рис 8.13. Осциллограммы для С₁=100 пФ

Длительность фронта t_ф^0/1 =0.364 мкс

Задержка фронта вызвана процессами рассасывания избыточного заряда неосновных носителей в базе (см. раздел 8.2) и не связана с емкостью С₁.

Вывод: чем меньше постоянная времени τ=R₂·C₁, тем меньше длительность фронтов.

Для повышения быстродействия транзисторного ключа надо:

¾ Уменьшать емкость нагрузки С₁;

¾ Уменьшать сопротивление нагрузки R₁ (увеличивать ток нагрузки).