開關(guān)電源雙極性開關(guān)管的選擇
開關(guān)電源定制
所謂雙極性，是指有兩個(gè)PN結(jié)的普通開關(guān)三極管，在“彩顯”中一般作為開關(guān)電源、行輸出級和S校正電路的切換開關(guān)。三極管的開關(guān)狀態(tài)和模擬放大狀態(tài)的要求明顯不同，對開關(guān)特性的描述也不是通常的fT、fa所能概括的。
在開關(guān)電源中，是通過三極管開與關(guān)的時(shí)間比（即占空比）穩(wěn)定輸出電壓的。在這里，三極管被當(dāng)作開關(guān)使用，利用三極管的放大作用，通過極小的基極電流控制集電極電流。當(dāng)集電極電流飽和時(shí)，認(rèn)為開關(guān)已接通，而集電極電流截止時(shí)，則認(rèn)為開關(guān)已斷開。
但是，三極管的開/關(guān)并非處于理想狀態(tài)，導(dǎo)通時(shí)尚有其飽和壓降VCES，斷開時(shí)其IC≠0，而具有一定的ICEO。與理想開關(guān)相比，晶體管作為開關(guān)并非完全隨基極控制電流同時(shí)進(jìn)行開/關(guān)，其中存在一定的過程。
為了研究三極管開/關(guān)此瞬間過程，首先對開/關(guān)的相對值作一規(guī)定，即當(dāng)集電極電流達(dá)到其最大飽和電流90%時(shí)，認(rèn)定它已接通，而集電極電流下降為I。的10％時(shí)，認(rèn)為它已經(jīng)斷開。按此標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量，三極管開/關(guān)過程所需時(shí)間作為衡量三極管的開關(guān)特性的比較標(biāo)準(zhǔn)。
導(dǎo)通時(shí)間是指，當(dāng)基極驅(qū)動(dòng)脈沖加入后，集電極電流由零達(dá)到飽和值90%所占用的時(shí)間。為了排除驅(qū)動(dòng)電流的影響，假設(shè)加到基極一發(fā)射極之間的控制電流為理想的矩形波，見下圖所示。在基極電流以垂直于X軸的特性上升時(shí)，集電極電流Ic并不隨之升高，而是有一延遲時(shí)間t。，在此時(shí)間內(nèi)lc呈緩慢曲線上升到Icm的10%。產(chǎn)生延遲時(shí)間的原因是：三極管在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，基區(qū)基本無自由電子，當(dāng)控制電壓突然升高時(shí)，欲使發(fā)射結(jié)達(dá)到VB≥+0.6V，輸入電流必須不斷地給發(fā)射結(jié)電容充電，以降低PN結(jié)的內(nèi)部電場，然后再向基區(qū)發(fā)射電子，因而需經(jīng)過一段時(shí)間(ta)。ta正比于發(fā)射結(jié)電容，反比于發(fā)射結(jié)的面積。開關(guān)管功率越大，必然發(fā)射結(jié)面積相應(yīng)增大，欲要減小t。就越加困難。
發(fā)射結(jié)的充電速度，不僅與輸入驅(qū)動(dòng)脈沖的內(nèi)阻有關(guān)，而且與三極管的截止有關(guān)。如果三極管處于深度截止（即反向偏置過大），ta也越慢。當(dāng)Ic達(dá)到10%的Icm時(shí)，在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下，Ic隨IB呈線性增長。
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