加速电容与晶体管驱动电路

登录 · 发表于 2010-9-23 11:33

如图1(a)所示为不使用加速电容的三极管驱动电路。其中三极管工作在截止和饱和区，当输入从高电平变为低电平时，三极管从饱和状态进入截止状态，但是由于三极管饱和时会在基区存入过量的电荷，这些电荷只能通过电阻R1和R3缓慢的泄放。基极过量电荷完全泄放所需的时间被称为三极管的存储时间ts，在存储时间阶段集电极电压是不会变化的，所以输出电压会延迟ts时间才开始变化。

如图2(a)所示为采用加速电容的三极管驱动电路。限流电阻R1两端并联了一个1nF的加速电容C1，输入高电平电容C1充电存储电荷，当输入从高电平变为低电平时，由于电容两端电压不能突变，电容C1将电阻R1短路，基区过量的电荷和电容C1的存储电荷迅速中和减少了存储时间，缩短了输入输出的时间延迟。
我要问的问题是C1怎么将电阻R1短路的？为什么电容两端的电压不能突变就把R1短路了

发表于 2010-9-23 11:40

我是菜鸟什么都不懂这是我在21IC里发的第一个帖子希望能得到大家的帮助

发表于 2010-9-23 12:09

原理对，解释的方法对，但解释的话不对。

应该说：
当输入从高电平变为低电平时，由于电容两端电压不能突变，电容C1另一端的电压也同时降低，基区过量的电荷和电容C1的存储电荷迅速中和减少了存储时间，缩短了输入输出的时间延迟。

如果想更容易理解的话，你可以把它看成直流信号和交流信号各走各路：直流通过R1，提供长期的直流分量；交流通过C1，是方波的边沿交流分量能够快速无损（少损耗）的传过去，然后叠加出边沿陡峭的方波。

也可以这样理解：
把发射结等效电容Cbe画出来，就会成为电容分压和电阻分压的并联，交流成分和直流成分各走各路，分别分压。由于C1远大于Cbe，所以分压压降小，Cbe上能分到更多的交流分量

wusong_303 · 发表于 2010-9-23 12:12

C1将R1短路，这种说法有些牵强。
如果输入是正弦小信号，这种“短路”现像根本不会出现。
输入必须是脉冲信号，而且脉冲的前沿和后沿都很陡，才会出现这种现像。
从信号频谱分析，前后沿很陡的脉冲信号含有很丰富的高次谐波，而脉冲的平顶部分几乎可以看成是直流。那么电容对直流是“不通”，即阻抗非常大，而对脉冲信号的高次谐波阻抗很小。所以脉冲信号的直流成份和较低频率成份主要通过R1，而高频成份主要通过C1传递。此即“加速”名称的由来。
从电路工作过程分析，三极管截止之前必是饱和导通，基极流入相当大的电流(大于临界饱和所需要的基极电流)。该电流流过R1，在R1上压降为左正右负。由于电路已经稳定，C1两端也是左正右负，且C1中没有电流。当输入信号突变为零时刻，因为C1两端电压不能突变，仍是左正右负。C1此刻成为一个电源，经输入信号(内阻很小)和三极管发射结，产生相当大的电流，将三极管基区多余的电荷迅速释放掉。

发表于 2010-9-23 12:14

和xwj撞车了。
楼主应该可以看出来，xwj和我表达方式不尽相同，但实质完全相同。

发表于 2010-9-23 13:43

（1）学术上让别人说服自己，也是一种快乐。
（2）张大爷在追求真理的同时，还不忘~~~，是晚辈们在做学问和做人方面的模范。
（3）祝各位中秋快乐。

发表于 2010-9-23 15:40

非常感谢几位前辈的帮助

发表于 2010-9-23 16:05

本帖最后由 tongshaoqiang 于 2010-9-24 13:59 编辑

maychang老大说：“C1此刻成为一个电源，经输入信号(内阻很小)和三极管发射结，产生相当大的电流，将三极管基区多余的电荷迅速释放掉。”
1、这个“释放”就是电荷中和吧。老大把C1比喻成一个电源很形象，基极前后电流反向也就是前后电荷中和。
应该这么理解吧。
2、跟有个贴老大解释mos管的米勒效应一样吧。这样的话两贴就一起理解了。祝老大仲秋快乐，身体健康。
https://bbs.21ic.com/viewthread.php?tid=196813&page=1#pid1320065

改了一下连接。

发表于 2010-9-23 17:23

8楼：
1、不是把C1比喻成一个电源，C1在此过程中确实就是一个电源。也就是说，能量是从C1流出，供给电路中其它部分。
2、从电路工作来说，和减少米勒电容对开关速度的影响是一样的。但双极型三极管基区存储电荷和米勒电容的物理本质完全不同。
3、你给出的链接不对。要得到21IC某页链接，应该用鼠标右键点击空白处，选最下面的“属性”。

发表于 2010-9-24 09:03

要解释这个问题，要先搞清电容的工作原理再说

发表于 2010-9-24 10:29

9# maychang

串联一个电容可能等效的理解减小了米勒电容？
但是为什么要串联这么大的一个电容的，假如这个电容用于开关作用的话电容的放电时间应该小于开关频率。
这个电容对于输入电压从高电平到低电平有加速所用，对于低电平高电平(脉冲)也应该有加速作用？在低电平到高电平变化的这短暂的时间，电容可以理解为短路了电阻，那么cbe的电流非常的大，加速了Cbe的充电。
为什么说mos管和双极型晶体管的米勒效应有本质的区别呢，应该是指mos管的米勒效应是工作在mos管的可变电阻区（即开关状态），而双极型三极管的米勒效应发生在线性发达区。或是说在两个变化区米勒电容剧增。

发表于 2010-9-24 10:41

我上面的短路用的牵强，就是加速的意思，正确的还是maychang的理解比较到位。高次谐波分量加速。

发表于 2010-9-24 14:38

11楼：
mos管的米勒效应是工作在饱和区（横流区）
有几个问题请教：
1、不知道三极管有没有米勒效应？是否也是基、集间电容乘以电路增益后加到基、射极间的电容上？
2、说三极管影响开关速度是基区电荷存储效应所致，那电荷存在哪啊。我觉得电荷存储也是存在电容上的吧。
欢迎大家指正。

发表于 2010-9-25 09:50

1.双极性晶体管也存在密勒效应，是Cbe乘以交流放大增益。
2.电荷存储在电容上。

发表于 2010-9-25 10:57

这么好的帖子，竟然没有mark········

发表于 2010-10-18 19:57

mark

发表于 2010-10-18 20:38

长见识了

发表于 2010-10-18 22:30

mark
....:D

发表于 2010-10-21 09:26

MARK啊

发表于 2010-10-23 10:22

新手发第一个帖子就这么好啊！很经典的；mark

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