晶體管的開關(guān)特性

1、 數(shù)字電路中的晶體二極管、三極管和MOS管工作在開關(guān)狀態(tài)。導(dǎo)通狀態(tài)：相當(dāng)于開關(guān)閉合截止?fàn)顟B(tài)：相當(dāng)于開關(guān)斷開。邏輯變量兩狀態(tài)開關(guān)： 在邏輯代數(shù)中邏輯變量有兩種取值：0和1；電子開關(guān)有兩種狀態(tài)：閉合、斷開。半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管，則是構(gòu)成這種電子開關(guān)的基本開關(guān)元件。 (1) 靜態(tài)特性： 斷開時(shí)，開關(guān)兩端的電壓不管多大，等效電阻ROFF = 無窮，電流IOFF = 0。 閉合時(shí)，流過其中的電流不管多大，等效電阻RON = 0，電壓UAK = 0。 (2) 動(dòng)態(tài)特性：開通時(shí)間 ton = 0 關(guān)斷時(shí)間 toff = 0 理想開關(guān)的開關(guān)特性： 客觀世界中，沒有理想開關(guān)。乒乓開關(guān)、繼電器、接觸器等

2、的靜態(tài)特性十分接近理想開關(guān)，但動(dòng)態(tài)特性很差，無法滿足數(shù)字電路一秒鐘開關(guān)幾百萬次乃至數(shù)千萬次的需要。半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管做為開關(guān)使用時(shí)，其靜態(tài)特性不如機(jī)械開關(guān)，但動(dòng)態(tài)特性很好。2.2.1 二極管的開關(guān)特性二極管的開關(guān)特性 靜態(tài)特性及開關(guān)等效電路正向?qū)〞r(shí)UD(ON)0.7V（硅） 0.3V（鍺）RD幾 幾十相當(dāng)于開關(guān)閉合 二極管的伏安特性曲線反向截止時(shí)反向飽和電流極小反向電阻很大（約幾百k）相當(dāng)于開關(guān)斷開 二極管的伏安特性曲線二極管的開關(guān)等效電路(a) 導(dǎo)通時(shí) (b) 截止時(shí) 二極管的伏安特性曲線開啟電壓理想化伏安特性曲線2. 動(dòng)態(tài)特性：若輸入信號(hào)頻率過高，二極管會(huì)雙向?qū)?，失去單向?qū)?/p>

3、電作用。因此高頻應(yīng)用時(shí)需考慮此參數(shù)。二極管從截止變?yōu)閷?dǎo)通和從導(dǎo)通變?yōu)榻刂苟夹枰欢ǖ臅r(shí)間。通常后者所需的時(shí)間長得多。 反向恢復(fù)時(shí)間tre ：二極管從導(dǎo)通到截止所需的時(shí)間。一般為納秒數(shù)量級(jí)（通常tre 5ns ）。2.2.2 三極管的開關(guān)特性三極管的開關(guān)特性 1. 靜態(tài)特性及開關(guān)等效電路在數(shù)字電路中，三極管作為開關(guān)元件，主要工作在飽和和截止兩種開關(guān)狀態(tài)，放大區(qū)只是極短暫的過渡狀態(tài)。圖2-3三極管的三種工作狀態(tài)（a）電路 （b）輸出特性曲線開關(guān)等效電路(1) 截止?fàn)顟B(tài) 條件：發(fā)射結(jié)反偏特點(diǎn)：電流約為0 (2)飽和狀態(tài)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏特點(diǎn)：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅三極管開關(guān)等效電路(a) 截止時(shí) (b) 飽和時(shí)2. 三極管的開關(guān)時(shí)間（動(dòng)態(tài)特性） 三極管的開關(guān)時(shí)間 開啟時(shí)間ton 上升時(shí)間tr延遲時(shí)間td關(guān)閉時(shí)間toff下降時(shí)間tf存儲(chǔ)時(shí)間ts(1) 開啟時(shí)間ton 三極管從截止到飽和所需時(shí)間。ton = td +tr td ：延遲時(shí)間tr ：上升時(shí)間(2) 關(guān)閉時(shí)間toff 三極管從飽和到截止所需的時(shí)間。toff = ts +tf ts ：存儲(chǔ)時(shí)間