三极管的开关延迟
晶体管的开关速度即由其开关时间来表征,开关时间越短,开关速度就越快。BJT
的开关过程包含有开启和关断两个过程,相应地就有开启时间 ton 和关断时间
toff,晶体管的总开关时间就是 ton 与 toff 之和。
如何提高晶体管的开关速度?——可以从器件设计和使用技术两个方面来加以
考虑。
(1)晶体管的开关时间:
晶体管的开关波形如图 1 所示。其中开启过程又分为延迟和上升两个过程,关断
过程又分为存储和下降两个过程,则晶体管总的开关时间共有 4 个:延迟时间 td,
上升时间 tr,存储时间 ts 和下降时间 tf;ton=td+tr, toff=ts+tf
在不考虑晶体管的管壳电容、布线电容等所引起的附加电容的影响时,晶体管的
开关时间就主要决定于其本身的结构、材料和使用条件。
① 延迟时间 td :
延迟时间主要是对发射结和集电结势垒电容充电的时间常数。因此,减短延迟时
间的主要措施,从器件设计来说,有如:减小发射结和集电结的面积(以减小势
垒电容)和减小基极反向偏压的大小(以使得发射结能够尽快能进入正偏而开启
晶体管);而从晶体管使用来说,可以增大输入基极电流脉冲的幅度,以加快对
结电容的充电速度(但如果该基极电流太大,则将使晶体管在导通后的饱和深度
增加,这反而又会增长存储时间,所以需要适当选取)。
② 上升时间 tr :
上升导通时间是基区少子电荷积累到一定程度、导致晶体管达到临界饱和(即使