Чому моя база NPN так повільно вимикається?

Приведена нижче схема настільки ж проста, як і виходить, але вона не веде себе так, як я очікував. V3 - квадратна хвиля 3,3 Впп, що йде в основу транзистора, тому я б очікував, що V_Out буде високим, коли V3 низький і навпаки. В основному інверсійний контур.

Що ще важливіше, я б очікував, що ця схема буде достатньо швидкою, щоб не відставати від квадратної хвилі 400 кГц. 2222 може мати ємність 25 пф на вході, що дає константу часу 25 нс з R2.

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Але в симуляції я бачу, що V_Base потребує деякого часу, щоб реагувати на падіння краю V_In:

На жаль, це, здається, зберігає V_Out набагато довше, ніж я хотів би. Дивіться V_In, схвалений проти V_out (пам’ятайте про інверсію):

Я можу покращити "розтягування", знизивши R2 або R3 і прискоривши ланцюг, але з точки зору першого порядку я не бачу, чому мені це доведеться. Я також не розумію, чому лише один край повільний. Ємність базового випромінювача Q1 цього не могла пояснити, чи не так? Чи є ефект другого порядку, який я пропускаю?

PS Я знаю, що дивно мати загальну емітерну схему, де базовий транзистор менший, ніж емітерний транзистор. Давайте просто назвемо це навчальною вправою.

switches bjt

— джелаліпоп
джерело

Який верхній рівень вхідної напруги? Я б здогадувався, що транзистор загнаний у насичення, що може зайняти певний час, щоб відновитись. Ви намагалися використовувати схему проти насичення, як, наприклад, затиск для пекарів?

— Барт

Ваш 3.3V пік до піку мені більше схожий на 6.6V пік до піку.

— Фінбарр

@Finbarr Ви маєте рацію, у своєму поспіху я зіпсував схематичну передачу. Виправлено, спасибі.

— Джалаліпоп

@Bart Нічого так, я не можу повірити, що я вже забув про насичення! Залиште відповідь, і я з радістю прийму.

— Джалаліпоп

electronics.stackexchange.com/questions/55073/…

— Брайан Драммонд

Відповіді:

Пікова вхідна напруга 3,3 В призводить транзистор до насичення, що може відновити значний час. Спробуйте використовувати схему протинасичення, наприклад, затискач для пекаря або знизити вхідну напругу.

— Барт
джерело

Добре - можливо, ви можете навчити ОП (і будь-кого іншого) трохи більше про перехід від насичення до скорочення і чому це займе багато часу. І як затискач Бейкера допомагає обмежити, наскільки глибоко насиченим стає пристрій. Це зробило б це гарною відповіддю.

— efox29

Або збільшити базовий резистор?

— RoyC

@RoyC Я думав про це, але врешті вирішив, що це не гарний дизайн. Вам доведеться знайти резистор, який зміщує базу з потрібною величиною струму, який, помножений на hfe, впаде достатньо через R3, щоб розгойдувати вихід "низьким", але не настільки, щоб наситити BJT. Проектування для конкретного hfe не є великою практикою.

— Джалаліпоп

Домовились, але я все одно буду розробляти мінімально вказані hfe.

— RoyC

@RoyC - Звичайно, але якщо ви проектуєте для насичення кордону на мінімальному рівні hfe, будь-який транзистор з більшим мінімумом (а більшість з них - краще) перейде в насичення, що переможе крапку. Чим краще транзистор wrt mimimum hfe, тим гірший результат. І так, є ступеня насиченості, але справа залишається.

— WhatRoughBeast

У мене була подібна проблема, викликана загнанням транзистора в насичення, про яке згадував Барт.

Оскільки у мене вже були друковані плати, додавання схеми проти насичення було б складно. Натомість я замінив базовий резистор, спочатку 1 кілометром, резистором 10 кОм з конденсатором 1 нФ паралельно. Конденсатор забезпечує стрибок струму для швидкої зміни базової напруги.

— jpa
джерело

Я тут на одному човні. Я в кінцевому підсумку обминув цю схему цілком, оскільки це було непотрібне на платі, але виконання того, що ви сказали (з моїм випадком 200 кОм та 25 п.ф.) насправді дає досить солідну продуктивність, хоч і з деяким загальним простроченням. Ще круто!

— Джалаліпоп

Щоб додати трохи більше, для того, щоб вивести заряди з бази, коли сигнал рухового сигналу різко перемикається в стан, конденсаторний момент викликає негативний імпульс, що з’явиться основа транзистора. Це притягує всі заряди з бази, тим самим змушуючи транзистор швидше врізатись, дозволяючи зарядам знайти свій вихід.

— efox29