如何提高BJT开关速度?为什么BJT比CMOS速度要快?
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在这篇文章中,小编将对BJT的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。
一、如何提高BJT开关速度
1、加速电容
如下图所示,R1并联一个小容量电容,当Q1从截止状态切换到导通状态,即输入信号从低电平切换到高电平时,电容可以使R1瞬间被旁路并提供基极电流。当Q1从导通状态切换到截止状态,即输入信号从高电平切换到低电平时,晶体管由导通到截止时能够迅速从基区取出电子,消除开关滞后。这个电容的作用就是提高开关速度,称之为加速电容。但是使用加速电容也会给输出波形带来下过冲,对一般的晶体管来说,加速电容的容量取值为几十pF到几百pF。
图:添加加速电容
实际上晶体管由截止状态到导通状态的时间缩短了,由于使用所使用的晶体管以及基极电流、集电极电流的不同,加速电容的最佳值是各不相同的,因此加速电容的值需要通过观测实际开关电路的开关波形决定。
2、肖特基钳位
如下图通过肖特基钳位,接入肖特基二极管的效果与接入加速电容的效果相同,晶体管从导通状态变化到截止状态没有时间滞后。
肖特基二极管的正向压降VF比晶体管的Vbe小,大约0.3V,所以本来应该流过晶体管的大部分基极电流I1现在都通过D1被旁路掉了。这时流过晶体管的基极电流非常小,所以可以认为这时晶体管的导通状态很接近截止状态。从导通状态变化到截止状态时的时间滞后非常小(基极电流小,所以电荷存储效应影响小)
图:肖特基钳位加速
二、为什么BJT比CMOS速度要快?
速度方面,BJT比CMOS更快的原因主要有以下几个方面:1. 导通电流:BJT能够通过电流控制电子的注入和收集,从而实现高速导通。而CMOS则是通过电压来控制电流,需要在电荷注入和失去之间切换,这会导致速度相对较慢。2. 驱动能力:BJT具有较高的电流放大能力,在单个晶体管上可以实现更大的电流。在电路中,这意味着BJT可以提供更强的驱动力,从而加快信号的传输速度。而CMOS的电流驱动能力较弱,需要通过多级级联设计来实现较高的驱动能力,这会导致速度较慢。3. 高频响应:由于BJT的结构和工作原理的特性,它可以实现更高的频率响应。在高频应用中,BJT可以提供较高的截止频率和增益带宽。华而不实的中的技术。4. 响应时间:BJT具有较短的开关时间和较快的响应时间。当输入信号发生变化时,BJT可以迅速开启或关闭,以响应新的输入信号。然而,CMOS由于涉及电荷注入和失去的过程,具有较长的响应时间。尽管BJT在速度方面具有一些优势,但CMOS在许多其他方面具有一些优势,例如功耗和集成度。CMOS技术能够在待机状态下消耗较少的功率,并且在集成电路中能够实现更高的集成度。这使得CMOS技术成为当今电子设备和集成电路设计的主要选择。
最后,小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读,对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对BJT已经具备了初步的认识,最后的最后,祝大家有个精彩的一天。