Транзистор S8050 D 331 с частотой 1 МГц

Во-первых, позвольте мне сказать вам, я не очень разбираюсь в транзисторах в цепях. У меня транзистор S8050 D 331, и он подключен, как показано на схеме ниже. Проблема, которую я имею, состоит в том, когда я применяю входной прямоугольный сигнал выше 300 кГц. Транзистор не следует так быстро. Это нормально? В техническом паспорте указано переходная частота 150 МГц.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Выход при входном сигнале 100 кГц:

Выход при входном сигнале 300 кГц:

Выход при входном сигнале 500 кГц:

Здесь происходит две вещи: скорость выключения транзистора и время нарастания на конце резистора с паразитной емкостью.

BJT выключаются медленно, особенно когда выходят из насыщения. Схема, управляющая базой, может помочь с этим двумя способами. Он может избежать насыщения транзистора и может активно подвести низкую базу, а не просто оставить ее плавающей, чтобы отключить транзистор.

Одним из способов избежать насыщения является смещение транзистора к середине его рабочего диапазона, а затем подача сигнала, достаточно сильного, чтобы заставить выход приблизиться, но не приблизиться к нижнему пределу. Другим способом является диод Шоттки от базы к коллектору. Это потребляет ток из базы, который в противном случае насыщал бы транзистор, когда коллектор становится слишком низким.

Чтобы уменьшить эффект паразитной емкости, используйте настолько низкий импеданс, на который вы готовы тратить ток. Например, можете ли вы уменьшить значения резистора в 10 раз, а затем увеличить ток транзистора в 10 раз, чтобы получить то же напряжение? Если так, попробуйте это.

Что они сказали,

НО

«Время нарастания» составляет около 1/3 микросекунды или более. Это означает, что при эффективном импедансе около 1000 Ом эффективная емкость составляет C ~ ~ ~ = T / R = 0,3 x 10 ^ -6 / 1000 = ~ 300 пФ. Знание того, как была построена ваша схема, и модель вашего зонда и его настройки становятся актуальными для такого рода уровня емкости. Независимо от того, встроена ли конструкция, например, на плате vero или на штепсельной вилке, вы используете «кусочки провода» или датчики 100 МГц или ...? как датчики, так и марка и модель осциллографа - все это МОЖЕТ иметь значение. Вполне вероятно, что сама схема затопляет все эти эффекты, но они начинают становиться потенциально значимыми на этом уровне.

Каковы горизонтальные (временная шкала - США / деление) и вертикальные (амплитуда V / деление) настройки в каждом случае?
Вы меняли их между отображаемыми результатами? (Горизонтально = да! Вертикально = возможно. См. Ниже).

Фотографии полезны и хорошо показывают, что происходит, и что вы частично обманываете себя и, возможно, своих зрителей тем, что показываете.
При переходе от сигнала 100 кГц к сигналу 500 кГц форма сигнала в обоих случаях занимает 2 деления. Это означает, что вы изменили временную базу в 5 раз, с 5 мкс / деление до 1 мкс / деление. Это означает, что восходящая форма волны на первой фотографии увеличивается в 5 раз медленнее, чем при визуальном сравнении. Это имеет значение, когда вы пытаетесь выяснить, какие эффекты действительно происходят и где они происходят.

Кроме того, похоже, что вы также изменили вертикальный масштаб с большей чувствительностью на последнем фото по сравнению с первым, так что он выглядит выше. Но эта разница может быть учтена при калибровке вашего датчика.

Вы откалибровали свой датчик осциллографа?
Если вы применяете «идеальную» низкочастотную прямоугольную волну к вашему зонду, например, часто доступную на калибровочном штыре на передней панели осциллографа, она выглядит как идеальная прямоугольная волна или имеет закругленную переднюю кромку?
Если зонд не позволяет отображать отклик прямоугольной волны на низкочастотную прямоугольную волну, он замаскирует результаты на более высоких частотах. Большинство хороших (или наполовину хороших) датчиков имеют боковой регулировочный винт, который позволяет подключать их к «известному квадратному» источнику сигнала и регулировать винт до тех пор, пока не будет применен сигнал прямоугольной формы.
Хотя это может показаться обманом (если вы делаете форму сигнала квадратной независимо от формы), это допустимая операция, если форма волны фактически квадратная.

А также - вы не показываете источник возбуждения на базе транзистора, и это имеет значение. Обычно вы будете использовать приводной резистор от источника, возможно, 5 вольт, и это значение резистора может иметь огромное значение для результата. Существенное улучшение частотной характеристики часто может быть достигнуто путем добавления «ускоряющего конденсатора» через резистор привода. при выключении базы этот конденсатор действует как делитель в сочетании с емкостью базы для эффективного обхода медленного резистивного разряда с шагом емкостного напряжения. Добавление конденсатора от 100 пФ до 1 нФ поперек (параллельно) резистора привода может иметь существенное значение.

Вы насыщаете это. Уменьшите ток базы, увеличив резистор между «входным сигналом» и базой, чтобы ток базы был где-то меньше 10% тока коллектора - попробуйте Ic / 20. Одна хитрость заключается в том, чтобы добавить диод Шоттки от базы к коллектору, чтобы лишить транзистор тока базы, когда Vc <Vb. Смотрите этот Q & A для получения дополнительной информации.

Первая причина плохой работы, которую вы испытываете, заключается в том, что другие уже сказали: вы насыщаете транзистор.

$\Omega$

Если вы хотите получить быстрое переключение, с другой стороны, вы не хотите тратить энергию на маленький коллекторный резистор, я предлагаю вместо этого использовать структуру с тотемным полюсом или логический вентиль.