<abbr id="kc8ii"><menu id="kc8ii"></menu></abbr>
  • <input id="kc8ii"><tbody id="kc8ii"></tbody></input><table id="kc8ii"><source id="kc8ii"></source></table><kbd id="kc8ii"></kbd>
    <center id="kc8ii"><table id="kc8ii"></table></center>
  • <input id="kc8ii"></input>
    <abbr id="kc8ii"></abbr>
  • <abbr id="kc8ii"></abbr>
  • <center id="kc8ii"><table id="kc8ii"></table></center>
    <abbr id="kc8ii"></abbr>
    你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

    深度解析開關電源雙極性晶體管的開關特性

    發布時間:2018-01-15 責任編輯:lina

    【導讀】所謂雙極性,是指有兩個PN結的普通開關三極管,在“彩顯”中一般作為開關電源、行輸出級和S校正電路的切換開關。三極管的開關狀態和模擬放大狀態的要求明顯不同,對開關特性的描述也不是通常的fT、fa所能概括的。


    在開關電源中,是通過三極管開與關的時間比(即占空比)穩定輸出電壓的。在這里,三極管被當作開關使用,利用三極管的放大作用,通過極小的基極電流控制集電極電流。當集電極電流飽和時,認為開關已接通,而集電極電流截止時,則認為開關已斷開。
     
     
    但是,三極管的開/關并非處于理想狀態,導通時尚有其飽和壓降VCES,斷開時其IC≠0,而具有一定的ICEO。與理想開關相比,晶體管作為開關并非完全隨基極控制電流同時進行開/關,其中存在一定的過程。
     
    為了研究三極管開/關此瞬間過程,首先對開/關的相對值作一規定,即當集電極電流達到其最大飽和電流90%時,認定它已接通,而集電極電流下降為I。的10%時,認為它已經斷開。按此標準計量,三極管開/關過程所需時間作為衡量三極管的開關特性的比較標準。
     
     
    晶體管工作在開關狀態和工作在線性放大狀態有完全不同的要求。放大狀態要求三極管的Ic應該完全受控于IB,且兩者有穩定的線性關系,包括放大后的模擬波形和輸入波形有完全相同的包絡線。開關狀態則要求三極管的基極電流達到Icm/hfe,其集電極電流立即上升到Icm,不應有過渡過程。但實際上這是不可能的,因為三極管是利用其放大特性工作于開關狀態的。
     
    任何三極管其IC-IB特性均為與x軸有一夾角的斜線,該斜線的斜率(即夾角)永遠不會垂直于X軸(即hfe不會無窮大),那么,Ir控制Ic由零增長到Icm也必然要符合斜線的規律才能達到,因而通/斷都需一定的時間。
     
    除此而外,雙極性晶體管基本放大原理也使開關動作需一定的時間。晶體管處于放大狀態,常用最高截止頻率(fT)和共基極放大狀態最高頻率(fa)表示晶體管可工作的頻率范圍。但是,fT、fa并不能確切的表示晶體管的開關特性,雖然fT、fa越高,三極管的開關特性也越好,但有的晶體管fr、fa相同,其開關特性卻不盡相同。因此,三極管的開關特性常用開關的導通時間ton和關斷時間toff來表示。
     
    導通時間是指,當基極驅動脈沖加入后,集電極電流由零達到飽和值90%所占用的時間。為了排除驅動電流的影響,假設加到基極一發射極之間的控制電流為理想的矩形波,見下圖所示。在基極電流以垂直于X軸的特性上升時,集電極電流Ic并不隨之升高,而是有一延遲時間t。,在此時間內lc呈緩慢曲線上升到Icm的10%。產生延遲時間的原因是:三極管在截止狀態時,基區基本無自由電子,當控制電壓突然升高時,欲使發射結達到VB≥+0.6V,輸入電流必須不斷地給發射結電容充電,以降低PN結的內部電場,然后再向基區發射電子,因而需經過一段時間(ta)。ta正比于發射結電容,反比于發射結的面積。開關管功率越大,必然發射結面積相應增大,欲要減小t,就越加困難。
     
    發射結的充電速度,不僅與輸入驅動脈沖的內阻有關,而且與三極管的截止有關。如果三極管處于深度截止(即反向偏置過大),ta也越慢。當Ic達到10%的Icm時,在驅動脈沖的作用下,Ic隨IB呈線性增長。其增長速度即從Ic由10%到90%曲線的斜率等于該管的hfe。
     
    前面已提到,此段曲線不可能是垂直線,因而形成上升時間tr。很明顯,三極管的hfe越大,Tr越短。經過延遲時間與上升時間之后,三極管Ic=90%的Icm才認為其已經導通,開關閉合,因此導通時間為ta+tr。當驅動脈沖回落至零時,開關的關斷同樣需要一定的時間。
     
    當開關管飽和時,基區必然積累較多的電荷,集電結形成空穴積累,飽和過程中必然出現IB>IC/hFE,這是使三極管進入飽和區的可靠保證。但如果IB遠大于IC/hFE,即處于過飽和狀態(或稱深度飽和狀態),基區存儲電荷越多,集電結空穴積累越嚴重,當驅動脈沖截止時,存儲電荷的消散時間也越長,因而在驅動脈沖截止后,將Ic由90%降低為10%的時間稱為存儲時間ts。從三極管結構來說,基區和集電區越薄,存儲電荷量就越小,tr也就越小。經過ts之后,三極管隨存儲時間基區正偏逐漸消失,Ic隨之下降,形成下降時間tf。
     
     
    存儲時間ta+tf,即構成開關管關斷時間。導通時間與關斷時間首先取決于三極管的結構和工藝,其次才是設計合理的開關驅動電路。
     
    導通時間和截止時間構成開關管的導通損耗和截止損耗。因為在此時間內,三極管處于放大區,其管壓降必然增大,功耗隨之增加。與此相同的原理,二極管也有導通/截止時間,不過,在開關電源中,影響最大的是二極管的反向恢復時間。當二極管導通后,外加脈沖降為零,二極管并不會立即截止,恢復到截止需一定時間(與上述相同的原因)。當工作頻率升高時,正向脈沖過后二極管不能及時恢復,其單向導電性則使電路處于短路狀態。二極管的恢復時間除取決于PN結、N電容以外,還與工藝結構有關,因此有普通工頻整流二極管、快恢復二極管、肖特基二極管之分。
     
    普通工頻整流二極管正向壓降范圍為1~2V,隨耐壓升高有不同程度的增大。目前其最高反壓可作到5kV以上,最大整流電流達到kA以上。所謂工頻,不單指頻率,還指其波形是正弦波,其反向恢復時間比較慢,因此,此類二極管不適直用在方波逆變器中作整流和阻尼。在開關電源中,也只能用于交流電源整流。
     
    快恢復二極管,指反向恢復時間在50~200ns范圍內,可用于100kHz。以下的開關脈沖的整流、箝位及開關管的阻尼電路等。快恢復二極管的參數與生產工藝有關,反向恢復時間最快的屬外延法生產的二極管.一般手冊中所列最高反壓為其擊穿電壓的80%,選用時需注意留有適當的余量。
     
    肖特基二極管SBD為多數載流子單向導電器件,其開關時間極短,一般為50~100ns。其最大特點是:
     
    正向壓降理論上為0.3~0.5V,額定電流不超出0.6~0.8V,比PN結二極管的最大正向壓降1~1.2V低近一倍,因此作低壓大電流脈沖整流十分有利。但肖特基二極管反向電壓較低,大多為40V以下,只有極少數產品能達到100V。一股用于低壓輸出開關電源中和大電流低電壓的脈沖整流電路中。




     

    推薦閱讀:
    一款基于法拉電容的UPS電路設計思路
    一起來看看CES2018的可穿戴運動設備
    資深老外分享PBGA芯片的返修焊接
    松下開發出“無鹵素超低傳輸損耗基板材料”
    要采購開關么,點這里了解一下價格!
    特別推薦
    技術文章更多>>
    技術白皮書下載更多>>
    熱門搜索
    ?

    關閉

    ?

    關閉

    中文国产成人精品久久亚洲精品AⅤ无码精品 | 中文字幕本一道先锋影音| 久久久久久久亚洲Av无码| 中文字幕日韩理论在线| 中文字幕久久精品无码| 韩国三级中文字幕hd久久精品 | 久久久无码精品亚洲日韩蜜臀浪潮| 无码国内精品久久人妻麻豆按摩| 亚洲av激情无码专区在线播放| 久久亚洲2019中文字幕| 亚洲VA中文字幕无码毛片| 无码人妻精品一区二区蜜桃AV| 精品人妻系列无码天堂| 亚洲成av人片在线观看无码不卡 | 最近中文2019字幕第二页| 中文字幕丰满乱孑伦无码专区| 久久久精品人妻无码专区不卡| 国产在线无码一区二区三区视频| 无码无遮挡又大又爽又黄的视频| 曰韩精品无码一区二区三区 | 中文字幕乱偷无码AV先锋| 亚洲国产日韩欧美在线a乱码日本中文字幕高清 | 无码人妻久久一区二区三区蜜桃| 一区二区三区观看免费中文视频在线播放| 国产亚洲情侣一区二区无码AV| 精品久久久久久久无码| 国产av永久无码天堂影院| 国产真人无码作爱视频免费| 激情无码人妻又粗又大中国人| 精品无码一区二区三区爱欲| 久久精品中文无码资源站| 国产a级理论片无码老男人| 精品日韩亚洲AV无码一区二区三区| 精品无码久久久久久尤物| yy111111电影院少妇影院无码| 国产a v无码专区亚洲av| 欧日韩国产无码专区| 中文字幕AV中文字无码亚| 中文字幕在线资源| 久久亚洲中文字幕精品一区四| 无码av人妻一区二区三区四区|