Tranzystor S8050 D 331 przy 1 MHz

Po pierwsze powiem wam, że nie mam dużej wiedzy na temat tranzystorów w obwodach. Mam tranzystor S8050 D 331 i jest on podłączony jak na schemacie poniżej. Problem mam, gdy przykładam sygnał wejściowy fali prostokątnej powyżej 300 KHz. Tranzystor nie podąża tak szybko. Czy to normalne? W arkuszu danych podano częstotliwość przejścia 150 MHz.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Wyjście przy 100 kHz sygnału wejściowego:

Wyjście przy 300 kHz sygnału wejściowego:

Wyjście przy 500 kHz sygnału wejściowego:

Działają się tutaj dwie rzeczy: prędkość wyłączania tranzystora i czas narastania na końcu rezystora o pojemności pasożytniczej.

BJT wyłącza się powoli, szczególnie gdy wychodzi z nasycenia. Obwód napędzający bazę może w tym pomóc na dwa sposoby. Może uniknąć doprowadzenia tranzystora do stanu nasycenia i może aktywnie obniżyć bazę, nie tylko pozostawiając ją pływającą, aby wyłączyć tranzystor.

Jednym ze sposobów uniknięcia nasycenia jest przesunięcie tranzystora w pobliże środka jego zakresu roboczego, a następnie doprowadzenie sygnału wystarczająco silnego, aby spowodować, że moc wyjściowa zbliży się do dolnej granicy, ale nie do dolnej granicy. Innym sposobem jest dioda Schottky'ego od podstawy do kolektora. To pobiera prąd z bazy, który w przeciwnym razie nasyciłby tranzystor, gdy kolektor stanie się zbyt niski.

Aby zmniejszyć efekt pojemności pasożytniczej, używaj tak niskiej impedancji, na jaką chcesz wydać prąd. Na przykład, czy można zmniejszyć wartości rezystora o współczynnik 10, a następnie zwiększyć prąd tranzystora o współczynnik 10, aby uzyskać to samo napięcie? Jeśli tak, spróbuj tego.

Co oni powiedzieli,

ALE

„Czas narastania” wydaje się wynosić około 1/3 mikrosekundy lub więcej. Oznacza to, że przy impedancji efektywnej około 1000 omów efektywna pojemność wynosi C ~ ~ ~ = T / R = 0,3 x 10 ^ -6 / 1000 = ~ 300 pF. Wiedza na temat budowy obwodu oraz modelu sondy pomiarowej i jej ustawień stają się istotne na tym poziomie pojemności. Niezależnie od tego, czy konstrukcja jest na stałe podłączona np. Na płycie Vero, czy na płycie typu plug-in, czy używasz „kawałków drutu”, sond 100 MHz czy ...? jak sondy oraz marka i model oscyloskopu MAJĄ znaczenie. Prawdopodobnie sam obwód oblewa wszystkie te efekty, ale na tym poziomie zaczynają one być potencjalnie znaczące.

Jakie są ustawienia poziome (podstawa czasu - uS / podział) i pionowe (amplituda V / podział) w każdym przypadku?
Czy zmieniłeś je między wyświetlanymi wynikami? (Poziomo = tak !, pionowo = może. Zobacz poniżej).

Zdjęcia są przydatne i dobrze pokazują nam zarówno to, co się dzieje, ORAZ że częściowo oszukujesz siebie i być może widzów tym, co pokazujesz.
Kiedy zmieniasz sygnał 100 kHz na sygnał 500 kHz, kształt fali zajmuje 2 podziały w obu przypadkach. Oznacza to, że zmieniłeś podstawę czasu 5-krotnie, z 5 uS / dział na 1 uS / dział. Oznacza to, że rosnący kształt fali na pierwszym zdjęciu jest 5 razy wolniejszy, niż jest to widoczne podczas dokonywania porównań wizualnych. To robi różnicę, gdy próbujesz dowiedzieć się, jakie efekty naprawdę się dzieją i gdzie występują.

Wygląda również na to, że zmieniłeś również skalę pionową, z większą czułością na ostatnim zdjęciu w porównaniu do pierwszego, dzięki czemu wygląda na wyższy. Różnicę tę można jednak przypisać kalibracji sondy.

Czy skalibrowałeś sondę oscyloskopową?
Jeśli zastosujesz do sondy „idealną” falę kwadratową niskiej częstotliwości, taką jak często dostępna na szpilce kalibracyjnej na panelu przednim oscyloskopu, to czy będzie ona wyglądać jak idealna fala kwadratowa, czy też ma zaokrągloną krawędź wiodącą?
Jeśli sonda nie pozwala wyświetlić odpowiedzi fali prostokątnej na falę prostokątną niskiej częstotliwości, wówczas maskuje wyniki przy wyższych częstotliwościach. Większość dobrych (lub w połowie dobrych) sond ma boczną śrubę regulacyjną, która pozwala podłączyć je do „znanego kwadratowego” źródła fali i regulować śrubę, aż do zastosowania kwadratowej fali.
Chociaż może się to wydawać nieco oszustwem (niezależnie od tego, że WYKONYWANIE kształtu fali jest kwadratowe), jest to prawidłowa operacja, o ile kształt fali jest w rzeczywistości kwadratowy.

A także - nie pokazujesz źródła zasilania u podstawy tranzystora, i to ma znaczenie. Zwykle używasz rezystora napędowego ze źródła może 5 woltów, a ta wartość rezystora może mieć ogromną różnicę w wyniku. Znaczącą poprawę odpowiedzi częstotliwościowej często można uzyskać przez dodanie „kondensatora przyspieszającego” na rezystorze napędowym. po wyłączeniu podstawy kondensator ten działa jak dzielnik w połączeniu z pojemnością podstawy, aby skutecznie ominąć powolne rozładowanie rezystancyjne z krokiem napięcia pojemnościowego. Dodanie kondensatora o wartości poniżej 100 pF do może 1 nF w poprzek (równolegle) rezystora napędowego może mieć znaczącą różnicę.

Nasycasz to. Zmniejsz prąd bazowy, zwiększając rezystor między „sygnałem wejściowym” a bazą, tak aby prąd bazy wynosił mniej niż 10% prądu kolektora - spróbuj Ic / 20. Jedną sztuczką jest następnie dodanie diody Schottky'ego od podstawy do kolektora, aby obrabować tranzystor prądu podstawowego, gdy Vc <Vb. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz niniejsze pytania i odpowiedzi .

Pierwszym powodem słabej wydajności jest to, co już powiedzieli inni: nasycasz tranzystor.

Kolejnym powodem jest to, że używasz bardzo wysokiego rezystora kolektora. Przeczytaj kartę katalogową swojego tranzystora. Zobaczysz praktyczny obwód testowy do testowania wydajności przełączania tranzystora. Prawdopodobnie zobaczysz w tym obwodzie bardzo mały rezystor kolektora; zwykle 150 . Im wyższy rezystor kolektora zostanie podłączony, tym gorsza będzie odpowiedź przełączania. Te szybkie tranzystory są rzeczywiście szybkie, ale jeśli dasz im wystarczająco dużo prądu kolektora.$\Omega$

Jeśli chcesz uzyskać szybką wydajność przełączania, z drugiej strony nie chcesz marnować energii na mały rezystor kolektorowy, sugeruję zamiast tego użyć struktury biegunowej totemu lub bramki logicznej.