三极管开关电路速度问题

基本电路如下：三极管做开关作用 2012 by ZXX 当开关频率比较高，这里是 500K，可以发现输入输出波形的差异。 5.000V Q1 2N2222A/ZTX 17.18pA - 11.91pA - 5.273pA 5.000V R2 22k 5.955pA 131.0nV R1 22k 5.955pA R3 1k 17.18pA V2 TD = 0 TF = 1ns PW = 1us PER = 2us V1 = 0 TR = 1ns V2 = 5 5.955pA V V V1 5Vdc 17.18pA 0V 0 0V Time 0s0.5us1.0us1.5us2.0us2.5us3.0us V(V2:+)V(R3:1) 0V 2.0V 4.0V 6.0V 可以看出，开关管从截止到导通（红色线下降部分）需要大概 0.3us，从导通到截止，大概 是 0.65us 当频率变成 667K 时，可以看出 Time 0s0.5us1.0us1.5us2.0us2.5us3.0us V(V2:+)V(R3:1) 0V 2.0V 4.0V 6.0V 开关管从截止到导通（红色线下降部分）仍要 0.3us，从导通到截止，是 1.4- 0.75=0.65us 当将开关频率降低到 1K 时，细看跳跃处波形，可以发现从导通到截止仍要 0.65us, 从截止 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 到导通仍要 0.30.4us Time 500.00us500.40us500.80us501.20us501.60us499.74us V(R2:1)V(R3:1) 4.00V 5.00V 6.00V 3.14V 可以发现，开关上升下降所花的时间是一定的，那么可以预计当开关周期为 2*0.65us 即周期为 1.3us 时，当开关信号从刚关闭，此时晶体管逐渐关闭，当信号从关闭到开启时， 晶体管还刚完成前一个开启到关闭的过程。 也可以验证以下,让现在的开关周期为 1.3us，则 Time 0s0.5us1.0us1.5us2.0us2.5us3.0us V(V2:+)V(R3:1) 0V 2.0V 4.0V 6.0V 果然是正确的。 当频率再高时，就会发生，前一个过程还没完成，后一个过程就又开始了，见下面两个图。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 Time 0s0.5us1.0us1.5us2.0us2.5us3.0us V(V2:+)V(R3:1) 0V 2.0V 4.0V 6.0V Time 0s0.5us1.0us1.5us2.0us2.5us3.0us V(V2:+)V(R3:1) 0V 2.0V 4.0V 6.0V 现在，在基极限流电阻上加个加速电容，几十皮法至数百皮法。 5.000V R1 22k 5.955pA 5.000V Q1 2N2222A/ZTX 17.18pA - 11.91pA - 5.273pA 131.0nV 0 C2 33p R2 22k 5.955pA V2 TD = 0 TF = 1ns PW = 1us PER = 2us V1 = 0 TR = 1ns V2 = 5 5.955pA R3 1k 17.18pA V V 0V V1 5Vdc 17.18pA 0V 以下是开关频率不断提高所得的波形图。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 Time 0s0.500us1.000us1.500us2.000us2.495us V(C2:1)V(R3:1) 0V 4.00V 8.00V -2.64V 可以发现，开关延迟大为改善。 Time 0s0.5us1.0us1.5us2.0us2.5us3.0us V(C2:1)V(R3:1) -4.0V 0V 4.0V 8.0V Time 0s0.1us0.2us0.3us0.4us0.5us0.6us0.7us0.8us0.9us1.0us V(C2:1)V(R3:1) -4.0V 0V 4.0V 8.0V 开关频率为 2M 的时候的波形 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 Time 0s40ns80ns120ns160ns200ns240ns V(C2:1)V(R3:1) -4.0V 0V 4.0V 8.0V 开关为 10M 的时候的波形，此时已经有点不合要求了 此时在减小加速电容的值，会发现，开关速度还会提高，下图就是加速电容改为 10p 时候的 10M 信号波形图。 Time 0s40ns80ns120ns160ns200ns240ns V(C2:1)V(R3:1) -2.0V 0V 2.0V 4.0V 6.0V 但是加速电容不能太低，下图就是加速电容变为 5P 时候的波形，可以发现导通的时候 没法降到比