三极管开关电路作为一种被广泛运用在开关电路方法,其自身具有规划简略、作业安稳等特性。可是,在实践运用中,工程师也需求根据环境要求,对三极管开关电路进行相应的改善,使其愈加合适规划条件的需求。在今日的文章中,咱们将会为咱们共享一些比较常常用到的开关电路改善办法,期望能够对各位工程师的作业有所协助。
在一些对三极管开关电路动作速度要求较高的环境,例如通讯范畴,要求开关电路需求具有快速切换动作的特性,因而咱们也就有必要采纳相应的改善办法,以加快三极管开关的切换速度。下图中,图1为一种常见的切换速度改善办法,此办法只须在RB电阻上并联一只加快电容器。因而,当Vin由零电压往上升并开端送电流至基极时,电容器因为无法瞬间充电,故形同短路,可是此刻却有瞬间的大电流由电容器流向基极,因而也就加快了开关导通的速度。稍后待充电结束后,电容就形同开路,一起,这样做还不会影响三极管的正常作业。
图1 加了加快电容器的三极管开关电路
当开关电路选用了这种参加加快电容器的辅佐电路后,一旦输入电压由高准位降回零电压准位时,电容器会在极短的时刻内即令基射极接面变成反向偏压,而使三极管开关敏捷堵截。在这一作业运转过程中,三极管开关之所以能够快速被堵截,是因为电容器的左端原已充电为正电压,因而在输入电压下降的瞬间,电容器两头的电压无法瞬间改动仍将保持于定值,因而输入电压的下降立即便基极电压随之而下降,因而令基射极接面成为反向偏压,而敏捷令三极管截止。恰当的选取加快电容值可使三极管开关的切换时刻减低至几十分之微秒以下,大多数的加快电容值约为数百个轻轻法拉(pF)。
在运用这种参加加快电容器的辅佐电路,为三极管开关电路加快堵截速度时,有一个需求留意的问题是,有的时分三极管开关的负载并非直接加在集电极与电源之间,而是会接成图2的办法。从图2中咱们能够看到,这种接法和小信号沟通放大器的电路十分挨近,仅仅少了一只输出耦合电容器罢了。这种接法和正常接法的动作刚好相反,当三极管截止时,负载获能,而当三极管导通时,负载反被堵截,这两种电路的方法都是常见的,因而工程师需求归纳判别自己所采纳的加快设置是否契合当时电路规划的需求。
图2 将负载接于三极管开关电路的改善接法
还有一种状况是三极管开关电路在运用过程中比较常常遇到的。咱们假设在图2中的三极管开关加上了电容性负载(假定其与RLD并联),那么在三极管截止后,因为负载电压有必要经由RC电阻对电容渐渐充电而树立,因而电容量或电阻值愈大,时刻常数便愈大,而使得负载电压之上升速率愈慢。可是,在某些运用中,这种现象是不允许存在的,因而在面临这种状况时咱们就有必要选用图3所供给的图腾式改善电路进行改善规划了。
图3 图腾式三极管开关电路
首先来解释一下图腾式电路的意义。所谓的图腾式电路,指的是将一只三极管直接迭接于另一个三极管之上所构成的电路方法,这一电路也因该种结构而得名。在图腾式电路中,假如想要让负载获能,那就有必要使Q1三极管导通,一起使Q2三极管切断,这样一来负载便可经由Q1而衔接至VCC上。假如想要使负载去能,有必要使Q1三极管切断,一起使Q2三极管导通,如此负载将经由Q2接地。因为Q1的集电极除了极小的接点电阻外,几乎没有任何电阻存在,如上图图3所示,因而负载几乎是直接衔接到正电源上的,也因而当Q1导通时,就再也没有电容的慢速充电现象存在了。所以可说Q1将负载拉起,而称之为“挽起三极管”,Q2则称为拉下三极管。
在上图图3所供给的图腾式三极管开关电路中,咱们能够看到,该电路系统左半部的输入操控电路,担任Q1和Q2三极管的导通与切断操控,可是有必要保证Q1和Q2使不致一起导通,不然将使VCC和地之间经由Q1和Q2而形同短路,果真如此,则短路的大电流至少将使一只三极管焚毁。因而图腾式三极管开关肯定不能选用并联办法来运用,不然只需图腾上方的三极管Q1群中有任一只导通,而下方的Q2群中又刚好有一只导通,电源便经由导通之Q1和Q2短路,而形成严峻的结果。