晶体管的开关特性分解.ppt

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1、2.2 2.2 二极管及三极管的开关特性二极管及三极管的开关特性 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作在开关状态。导通状态：相当于开关闭合截止状态：相当于开关断开。逻辑变量两状态开关：在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0和1；电子开关有两种状态：闭合、断开。半导体二极管、三极管和MOS管，则是构成这种电子开关的基本开关元件。(1)静态特性：断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻ROFF=无穷，电流IOFF=0。闭合时，流过其中的电流不管多大，等效电阻RON=0，电压UAK=0。(2)动态特性：开通时间 ton=0 关断时间 toff=0 理想开关的开关特性：客观世界中，没有理想开关。乒

2、乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。2.2.1 二极管的开关特性二极管的开关特性 1.1.静态特性及开关等效电路正向导通时UD(ON)0.7V（硅）0.3V（锗）RD几 几十相当于开关闭合 二极管的伏安特性曲线反向截止时反向饱和电流极小反向电阻很大（约几百k）相当于开关断开 二极管的伏安特性曲线二极管的开关等效电路(a)导通时 (b)截止时 二极管的伏安特性曲线开启电压理想化伏安特性曲线2.动态特性：若输入信号频率过高，二极

3、管会双向导通，失去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。反向恢复时间tre：二极管从导通到截止所需的时间。一般为纳秒数量级（通常tre 5ns）。2.2.2 三极管的开关特性三极管的开关特性 1.静态特性及开关等效电路在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在饱和和截止两种开关状态，放大区只是极短暂的过渡状态。图2-3三极管的三种工作状态（a）电路 （b）输出特性曲线开关等效电路(1)截止状态 条件：发射结反偏特点：电流约为0(2)饱和状态条件：发射结正偏，集电结正偏特点：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅三极管开关等效电路(a)截止时(b)饱和时2.三极管的开关时间（动态特性）三极管的开关时间 开启时间ton 上升时间tr延迟时间td关闭时间toff下降时间tf存储时间ts(1)开启时间ton 三极管从截止到饱和所需时间。ton=td+tr td：延迟时间tr：上升时间(2)关闭时间toff 三极管从饱和到截止所需的时间。toff=ts+tf ts：存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长）tf：下降时间toff ton。开关时间一般在纳秒数量级。高频应用时需考虑。