晶体管开关电路详解 - 图文

８．３． ３如何提高输出波形的上升速度

照片８．８是图８．１４所示的电路中R1＝１ｋΩ 时的开关波形（输入信号是１００ｋＨｚ、０Ｖ／＋５Ｖ的方波）。可以看出当R1小时由于低通滤波器的截止频率升高，所以输出波形从０Ｖ变化到＋５Ｖ时的上升速度加快了。 加速电容是一种与减小R1值等效的提高开关速度的方法（减小R1值，也会加快输出波形的上升速度）。肖特基箍位可以看作是改变晶体管的工作点，减小电荷存储效应影响，提高开关速度的方法。

由于肖特基箍位电路不像接入加速电容那样会降低电路的输入阻抗，所以当驱动开关电路的前级电路的驱动能力较低时，采用这种方法很有效。

在设计这种电路时需要注意肖特基二极管的反向电压V R的最大额定值。肖特基二极管中某些器件的V R最大额定值非常低（高频电路中应用的某些器件仅为３Ｖ）。图８．１４的电路中因为晶体管截止时电源电压原封不动地加在Ｄ1上，所以必须使用V R的最大额定值大于５Ｖ的器件（１ＳＳ２８６是２５Ｖ）。

８．４． １给射极跟随器输入大振幅

射极跟随器是电压放大倍数为１的放大电路。这种电路具有直流增益，利用输入大振幅的方波可以起到与开关电路相同的作用。

图８．１７示出将射极跟随器演变为开关电路的过程。首先，为了获得直流增益从图８．１７（ａ）一般的射极跟随器中去掉输入输出耦合电容C1和C2，变成图８．１７（ｂ）所示的电路。由于没有必要给基极加偏置电压（因为输入信号为０Ｖ时晶体管处于截止状态），所以如图８．１７（ｃ）所示再去掉１。但是，为了确保没有输入信号时晶体管处于截止状态，所以保留使基极处于ＧＮＤ电位的电阻R2。这样就把射极跟随器变成了开关电路。

图８．１８的电路是给图８．１７（ｃ）的电路赋予具体电路常数值的射极跟随器型开关电路。照片８．９是给这个电路输入１ｋＨｚ、４ＶP-P的正弦波时的输入输出波形。当输入信号

的振幅在＋０．６Ｖ以下时晶体管处于截止

出现。而且

的振幅值总比

低

状态，所以只有ｉ的正半周波形作为输出波形０．６Ｖ（晶体管的VBE）。

照片８．１０是给图８．１８的电路输入１ＭＨｚ、０Ｖ／＋５Ｖ方波时的输入输出波形。因为输出波形就是晶体管的发射极电位，所以它追随输入信号，输出的是０Ｖ／＋４．４Ｖ的方波。也就是说由于这个电路是射极跟随器的变形，所以输入输出信号的相位也与放大电路的情况相同，都是同相的。

８．４．２开关速度

８．３节曾经讲到如果发射极接地型开关电路中不采用加速电容等技术，就不能够提高开关速度。但是，这里的射极跟随器型开关电路继承了射极跟随器频率特性好的优点。如照片８．１０所示，即使１ＭＨｚ的频率也能够很容易地实现开关。尽管图８．５和图８．１８中使用的晶体管是相同的。射极跟随器型开关电路的重要特点就是能够实现高速开关。与发射极接地型开关电路相比，由于不需要限制基极电流的电阻（因为基极电流必须是负载电流的１／hFE），所以它的另一个优点就是元件少。

图８．１８的电路是在发射极连接负载电阻RＬ。不过也有不连接负载电阻的电路，如图８．１９那样发射极原封不动地成了输出端。