晶體管的開(kāi)關(guān)特性資料課件.ppt

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1、3.1晶體管的開(kāi)關(guān)特性3.1.1　晶體二極管開(kāi)關(guān)特性3.1.2　晶體三極管開(kāi)關(guān)特性SRV圖3-1-1理想開(kāi)關(guān)＋－3.1.1　晶體二極管開(kāi)關(guān)特性理想開(kāi)關(guān)的特性：(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)的電流i=0，這時(shí)開(kāi)關(guān)兩端點(diǎn)間呈現(xiàn)的電阻為無(wú)窮大。(2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)兩端的電壓v=0，這時(shí)開(kāi)關(guān)兩端點(diǎn)間呈現(xiàn)的電阻為零。(3)開(kāi)關(guān)S的接通或斷開(kāi)動(dòng)作瞬間完成。(4)上述開(kāi)關(guān)特性不受其他因素（如溫度等）的影響。１．二極管穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)特性當(dāng)外加正向電壓時(shí)，正向電流隨電壓的增加按指數(shù)規(guī)律增加。圖中Vth稱為正向開(kāi)啟電壓或門限電壓，也稱為閾值電壓。iDvDVthIS

2、O圖3-1-2二極管伏安特性(a)二極管電路表示(b)二極管伏安特性iD＋－vD穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)特性：電路處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下晶體管所呈現(xiàn)的開(kāi)關(guān)特性。二極管的伏安特性方程為：iDvDOiDvDVthO圖3-1-2二極管伏安特性(c)理想二極管開(kāi)關(guān)特性(d)二極管特性折線簡(jiǎn)化當(dāng)二極管作為開(kāi)關(guān)使用時(shí)，可將其伏安特性折線化。當(dāng)正向偏置時(shí)，二極管導(dǎo)通，壓降為Vth值，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)反向偏置時(shí)，二極管截止，流過(guò)的電流為反向飽和電流，非常小，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)情況下，二極管開(kāi)關(guān)特性與理想開(kāi)關(guān)存在一定差異。主要表現(xiàn)為，正向?qū)〞r(shí)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合，但

3、兩端仍有電位降落；反向截止時(shí)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，存在反向電流。此外，二極管的Vth和IS都與溫度有關(guān)。通常硅二極管的Vth值取0.7V，鍺二極管取0.3V。２．二極管瞬態(tài)開(kāi)關(guān)特性電路處于瞬變狀態(tài)下晶體管所呈現(xiàn)的開(kāi)關(guān)特性。具體的說(shuō)，就是晶體管在大信號(hào)作用下，由導(dǎo)通到截止或者由截止到導(dǎo)通時(shí)呈現(xiàn)的開(kāi)關(guān)特性。理想二極管作開(kāi)關(guān)時(shí)，在外加跳變電壓作用下，由導(dǎo)通到截止或者由截止到導(dǎo)通都是在瞬間完成，沒(méi)有過(guò)渡過(guò)程。DRvI＋－圖3-1-3理想二極管開(kāi)關(guān)特性＋－vDiD(a)OvIt(b)OvDtOiDtVFVRVRIF圖3-1-4二極管瞬態(tài)開(kāi)關(guān)特性O(shè)vItO

4、vDtOiDtVFVRt1t2t1t2IF－IRtstftrrtr當(dāng)t

5、stftrrtr●經(jīng)過(guò)ts時(shí)間后，反向電流使存儲(chǔ)電荷繼續(xù)消失，空間電荷區(qū)逐漸加寬，二極管轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)。反向電流由IR減小至反向飽和電流值，這段時(shí)間稱為下降時(shí)間tf。通常以從0.9IR下降到0.1IR所需時(shí)間確定tf。trr=ts+tf稱為反向恢復(fù)時(shí)間。反向恢復(fù)時(shí)間是影響二極管開(kāi)關(guān)速度的主要原因，是二極管開(kāi)關(guān)特性的重要參數(shù)。下降時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間圖3-1-4二極管瞬態(tài)開(kāi)關(guān)特性O(shè)vItOvDtOiDtVFVRt1t2t1t2IF－IRtstftrrtr●在t

6、由－VR突變?yōu)閂F。由于二極管兩端電壓不能突變，電路中產(chǎn)生瞬時(shí)大電流(VR+VF)/R，二極管迅速導(dǎo)通，iD由(VR+VF)/R迅速下降到iD=IF=VF/R。從vI正向跳變到二極管正向?qū)ǚQ為二極管的正向恢復(fù)時(shí)間，通常用vD的上升時(shí)間tr來(lái)描述。與trr相比，正向恢復(fù)時(shí)間可忽略不計(jì)。上升時(shí)間DRVREF1＋－圖3-1-5限幅電平為VREF1的串聯(lián)下限限幅器及工作波形＋－vI(a)(b)OvIt＋－vOVREF1OvOtVREF1３．二極管開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路(1)限幅電路將輸入波形的一部分傳送到輸出端，而將其余部分抑制掉。常用的有串（并）聯(lián)上限

7、、下限和雙向限幅器。圖3-1-5中，當(dāng)vI>VREF1時(shí)，二極管導(dǎo)通，vO≈vI；當(dāng)vI

8、EF2時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止，vO≈VREF2。實(shí)現(xiàn)上限限幅，限幅電平為VREF2。當(dāng)VA