3

1 режим отсечки

2 режим насыщения

3 активный режим (переходной процесс)

Мощность

1 T

P T 0 u i dt

В активном режиме u и i имеют вполне конечные значения.

Очевидно, что чем больше S , тем меньше фронт. Величина S говорит о том, насколько большой ток мы «вкачиваем» в базу. В момент переключения этот ток перезаряжает емкости. Соответственно, чем больше параметр S , тем быстрее будут перезаряжены емкости, следовательно, и время фронта будет меньше.

В случае, когда S 1 (то есть IБ IБ.гр ), считается что формула не работает и принимается tф 2.3 в

(считается по уровню 0.9 от установившегося значения).

При переходе из режима насыщения в режим отсечки, транзистор не может мгновенно закрыться, и некоторое время он будет оставаться открытым из-за накопленных зарядов.

Время рассасывания:

tрас t3 t2

iк h21 IБ.обр

Рассмотрим процессы после t2 . Происходит скачкообразное изменение iБ , которое

ограничивается величиной iБ U2 . Этот скачок вызван «переворачиванием» диода (или

RБ

приобретением диодом свойств обратной проводимости) из-за того, что объемный заряд в базе диода не может измениться мгновенно. В промежутке времени t2 t t3 транзистор остается

открытым и iк сохраняет свое значение (транзистор находится в режиме насыщения). Далее,

когда t t3 , эквивалентный диод начинает закрываться, iБ . Мы опускаемся в активный режим и транзистор начинает запираться.

Когда t t4 , транзистор полностью закрыт. Есть несколько параметров, которые характеризуют данный процесс.

tрас t3 t2

Чем дальше мы ушли в насыщение (то есть, чем больше S ), тем дольше мы из него будем выбираться (тем больше промежуток времени между t0 и t1 ).

Рассмотрим процессы в промежутке времени t3 t t4 . Выражение для тока:

В результате получается, что на этапе открывания транзистора S необходимо увеличивать, а на этапе закрывания – уменьшать. Некоторые схемотехнические мероприятия позволяют этого достичь.

Начальная схема ключа:

Если мы поставим емкость C , то в момент перехода из режима отсечки в режим насыщения емкость шунтирует RБ и ток возрастает. Емкость С позволяет снизить время переключения

транзистора и снизить время перезарядки емкостей (так как, ток будет больше). Чем больше ток, тем быстрее они перезарядятся и быстрее произойдет переключение.

Ток берется из емкости.

Время заряда:

где xБ полное сопротивление участка цепи, отмеченного пунктирным контуром.

В момент переключения xБ 0 и мы получаем закоротку. В этом случае ток больше, нет

RC фильтра, перезарядка происходит быстрее. На, так называемую, «полочку» сигнала (участок с постоянным напряжением), введение емкости никак не влияет.

Мы уменьшили фронт. В дальнейшем емкость С влияния не оказывает. Теперь уменьшим задний фронт.

Когда транзистор открыт, часть тока будет уходить в диод Шотки, поэтому tрас снизится, и при переходе к режиму отсечки запирание произойдет быстрее.

Ключи на полевых транзисторах.

1. FET .

При нулевом напряжении на затворе UЗИ 0 , ключ на полевом транзисторе будет открыт.

Чтобы разомкнуть ключ, нужно подать отрицательное напряжение, большее, чем UЗИ 0 .

Динамические параметры.

Схема замещения:

где буквы О и З характеризуют, соответственно открытое и закрытое состояние транзистора, tcп время спада,

tфр время фронта.

Пульсации на зависимости UСИ t обусловлены тем, что емкость СЗС не может мгновенно

перезарядиться, UС начинает подниматься, происходит незначительное увеличение потенциала на стоке.

По мере разряда СЗС напряжение на стоке приближается к идеальному случаю.

Мгновенное интенсивное увеличение напряжения на затворе UЗ .

2. MOSFET или МДП .

Речь пойдет о ключах на полевых транзисторах с изолированным затвором.

В зоне 1 проводимость канала 0 . В зоне 2 подтягиваем носители из подложки.

В плане управления транзистором здесь все наоборот по сравнению с предыдущем случаем:

Если UЗ 0 , то транзистор закрыт.

Если UЗ UЗ 0 , то транзистор открыт.