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Part 01
前言
三极管在电路中比较多的一种用法就是用作开关,当三极管用作开关时,它在饱和区和截止区之间切换,先简单介绍一下三极管用作开关的基本工作原理吧:
为了让三极管进入饱和区,基极需要足够大的电流I_B,使得集电极电流I_C达到其最大值。在饱和区,V_CE很小(典型值在0.1V到0.3V之间),表示三极管完全导通。三极管的状态类似于一个闭合的开关,允许电流从集电极流向发射极。为保证三极管完全饱和,通常设计时会使基极电流 I_B 稍大于理论值,使得 I_C > β * I_B。
开关关断:
Part 02
为什么需要并联电容呢?
回答这个问题,就需要介绍一下三极管的高频等效模型,三极管的高频等效模型主要包括基极-集电极寄生电容,基极-发射极寄生电容和集电极-发射极寄生电容,这其实和MOSFET比较类似,如果你研究过MOSFET的等效模型,那就比较好理解三极管了。
电容的特性就是通高频,阻低频,所以当VCC端有高频干扰时,就会通过如下路径:VCC->Rc->Cbc->Cbe->Re->GND。这样高频干扰信号就会在三极管基极-GND直接形成一个分压,当这个电压大于三极管的开启电压0.7V(对于硅三极管)时,此时,三极管就会误导通,此时如果我们的产品去做EMC试验,如果我们驱动的是继电器,此时继电器就会误吸合,这肯定是不能接受的。
Part 03
电容容值如何计算?
举个例子吧,我们基于如下电路分析,当三极管OFF时,假定R1电阻左边开路,三极管集电极出现的尖峰电压最大为40V,Cbc=100pF,接下来计算一下需要并联的C的容值。
Cbc*40V/(Cbc+C)
2. C>Cbc*40V/Vbe_on-Cbc=100*40/0.7V-100pF≈5614pF
因此为了避免三极管误导通,我们选择一个相近的容值6.2nF并联到三极管的基极-发射极即可。
总结一下核心的思路就是BE电容和BC寄生电容分压要小于BE导通电压,避免误导通。
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