Dlaczego moja baza NPN tak wolno się wyłącza?

9

Poniższy obwód jest tak prosty, jak to tylko możliwe, ale nie zachowuje się tak, jak się spodziewałem. V3 jest falą kwadratową o mocy 3,3 Vpp wchodzącą w podstawę tranzystora, więc spodziewam się, że V_Out będzie wysokie, gdy V3 jest niskie i odwrotnie. Zasadniczo obwód inwersyjny.

Co ważniejsze, oczekiwałbym, że ten obwód będzie wystarczająco szybki, aby nadążyć za falą kwadratową 400 kHz. 2222 może mieć na wejściu 25 pf pojemności, co daje stałą czasową 25 ns z R2.

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Jednak w symulacji widzę, że V_Base reaguje chwilę na opadającą krawędź V_In:

V_In i V_Base

Niestety wydaje się, że utrzymuje V_Out dłużej niż chciałbym. Zobacz V_In na wykresie względem V_out (pamiętaj o odwróceniu):

V_In i V_Out

Mogę poprawić „rozciąganie” poprzez obniżenie R2 lub R3 i przyspieszenie obwodu, ale z pierwszego rzędu nie rozumiem, dlaczego powinienem to robić. Nie rozumiem też, dlaczego tylko jedna krawędź jest wolna. Czy pojemność emitera bazy Q1 nie mogła tego wyjaśnić, prawda? Czy brakuje mi efektu drugiego rzędu?


PS Wiem, że to dziwne mieć obwód wspólnego emitera, w którym podstawowy tranzystor jest mniejszy niż tranzystor emitera. Nazwijmy to ćwiczeniem akademickim.

jalalipop
źródło
2
Jaki jest najwyższy poziom napięcia wejściowego? Sądzę, że tranzystor jest doprowadzony do nasycenia, co może zająć sporo czasu. Czy próbowałeś już użyć obwodu zapobiegającego nasyceniu, na przykład zacisku piekarza?
Bart
1
Twój 3,3 V od szczytu do szczytu przypomina mi bardziej 6,6 V od szczytu do szczytu.
Finbarr
@Finbarr Masz rację, w pośpiechu zepsułem schemat transferu. Naprawiono, dziękuję.
jalalipop
1
@Bart Wow tak, to wszystko, nie mogę uwierzyć, że już zapomniałem o nasyceniu! Opublikuj odpowiedź, a chętnie się zgodzę.
jalalipop

Odpowiedzi:

9

Szczytowe napięcie wejściowe 3,3 V napędza tranzystor do nasycenia, co może zająć dużo czasu, aby się zregenerować. Spróbuj użyć obwodu przeciwzasyceniowego, takiego jak zacisk piekarza, lub obniż napięcie wejściowe.

Bart
źródło
12
Dobrze - być może możesz uczyć OP (i każdego innego) nieco więcej na temat przejścia od nasycenia do cięcia i dlaczego to zajmuje dużo czasu. I w jaki sposób zacisk Baker pomaga ograniczyć głębokość nasycenia, w które wchodzi urządzenie. To by była dobra odpowiedź.
efox29
1
Lub zwiększyć rezystor podstawowy?
RoyC,
1
@RoyC Myślałem o tym, ale ostatecznie zdecydowałem, że to nie jest dobry projekt. Musiałbyś znaleźć rezystor, który dociska bazę do odpowiedniej ilości prądu, który pomnożony przez hfe, spadłby wystarczająco na R3, aby przesunąć moc wyjściową na „niską”, ale nie tak bardzo, aby nasycić BJT. Projektowanie konkretnego hfe nie jest świetną praktyką.
jalalipop
Zgadzam się, ale nadal będę projektować dla minimalnego określonego hfe.
RoyC,
1
@RoyC - Jasne, ale jeśli zaprojektujesz nasycenie graniczne przy minimalnym hfe, każdy tranzystor o wartości większej niż minimum (a większość jest o wiele lepsza) przejdzie w nasycenie, co pokona ten punkt. Im lepszy tranzystor jest minimalny hfe, tym gorszy wynik. I tak, są stopnie nasycenia, ale sedno pozostaje.
WhatRoughBeast
1

Miałem podobny problem, spowodowany doprowadzeniem tranzystora do nasycenia, o czym wspomniał Bart.

Ponieważ miałem już płytki drukowane, dodanie obwodu przeciw nasyceniu byłoby trudne. Zamiast tego zastąpiłem rezystor bazowy, pierwotnie 1 kohm, rezystorem 10 kohm z kondensatorem 1 nF równolegle. Kondensator zapewnia skok prądu w celu szybkiej zmiany napięcia podstawowego.

jpa
źródło
Jestem tutaj na tej samej łodzi. Skończyłem całkowicie omijając ten obwód, ponieważ nie było to konieczne na płycie, ale robienie tego, co powiedziałeś (w / 200kΩ i 25pf w moim przypadku) w rzeczywistości daje całkiem solidną wydajność, choć z pewnym poważnym przekroczeniem. Nadal fajne!
jalalipop
Aby dodać nieco więcej, aby wydobyć ładunki z bazy, gdy sygnał sterujący nagle zmieni stan, kondensator chwilowo powoduje pojawienie się impulsu ujemnego podstawy tranzystora. To przyciąga wszystkie ładunki z bazy, powodując tym samym szybsze odcięcie tranzystora w stosunku do umożliwienia ładunkom znalezienia własnego wyjścia.
efox29