Yüksek taraf BJT doygunluğunu önleyin

BJT'lerden yüksek hızlı (BC847 sınıfı transistörlerde 10-20ns) dijital "tampon" / "invertör" üretiyorum. Şema eklenmiştir.

Schottky diyot ekleyerek düşük taraf BJT'nin doygunluğunu önleyebilirken, yüksek taraf için işe yaramayacak. Baz direncin direncinin azalması dışında bir ipucu var mı?

Anti-doygunluk diyotları, doygunluktan korunacak olan transistörün CB-diyotuna paralel olarak bağlanır. Bunu npn'de (tabandaki anot ve toplayıcıdaki katot) doğru şekilde yapıyorsunuz ve pnp'de tam olarak aynı şekilde yapılmalıdır, sadece diyot bu transistörde başka bir şekilde yuvarlaktır: tabandaki katot, anot kolektör.

$\Omega$$\Omega$

Hızı daha da ileriye itmek istiyorsanız, küçük (yaklaşık 22 pF) kapasitörlerle taban dirençlerini paralelleştirmeyi deneyebilirsiniz. Kondansatör için doğru değeri bulmanın hilesi, onu tabandaki etkili kapasitansa biraz eşit yapmak, böylece yükselen veya düşen voltaj kenarının yüksek frekans kısmı için 1: 1 voltaj bölücü oluşturmak olacaktır.

Düzenleme # 1:

İşte LT Spice ile kontrol etmek için kullandığım şematik. Giriş sinyali (dikdörtgen, 0 V ve 5 V), her biri tamamlayıcı bir BC847 ve BC857 çifti kullanılarak üç benzer BJT invertöre beslenir. Soldaki hızlandırmak için özel bir püf noktası yok, ortadaki anti-doygunluk için Schottky diyotları kullanıyor ve sağdaki de her bir baz direnci (22 pF) boyunca yüksek hızlı bir baypas var. Her aşamanın çıkışı, 20 pF'lik aynı yüke sahiptir; bu, bazı iz kapasitansı ve müteakip bir giriş için tipik bir değerdir.

İzler, giriş sinyalini (sarı), soldaki devrenin yavaş yanıtını (mavi), doygunluk önleyici diyotlarla (kırmızı) yanıtı, ayrıca kapasitörleri (yeşil) kullanan devrenin yanıtını gösterir.

Yayılma gecikmesinin nasıl azaldığını açıkça görebilirsiniz. İmleçler, giriş sinyalinin% 50'sine ve en hızlı devre çıkışının% 50'sine ayarlanır ve yalnızca 3 ns'lik çok küçük bir fark gösterir. Zamanı bulursam, devreyi de kesip gerçek kapsam resimleri ekleyebilirim. Gerçekte 10 ns'ın altında gecikme süreleri elde etmek için dikkatli bir düzen gerekli olacaktır.

Düzenleme 2:

Breadboard iyi çalışıyor ve 150 MHz kapsamımda <10 ns gecikme gösteriyor. Resimler bu hafta devam edecek. Cheapo olanlar çalmaktan çok fazla şey göstermediği için iyi problarımı kullanmak zorunda kaldım ...

Düzenleme 3:

Tamam, işte breadboard:

$\Omega$$\Omega$$\Omega$$\mu$

İlk ekran görüntüsü, giriş ve çıkış dalga formlarını 100 ns / div'de ve her iki iz için 2 V / div'de gösterir. (Kapsam bir Tektronix 454A'dır.)

İkinci ve üçüncü ekran görüntüsü, girişte 2 ns / div (ek 10 x yatay büyütme ile 20 ns zaman tabanı) ile alçaktan yükseğe ve yüksekten alçağa geçişleri gösterir. İzler artık 1 V / div ile yayılma gecikmesinin daha kolay görüntülenmesi için ekranda dikey olarak ortalanmıştır. Simetri çok iyi ve giriş ve çıkış arasında <4 ns'lik bir fark gösteriyor.

Simüle edilen sonuçlara gerçekten güvenebileceğimizi iddia ediyorum.

Yükselme ve düşme süreleri gerçekte çok daha hızlıdır ve sadece kapsamın yükselme süresi ile sınırlıdır, ancak iki sinyal arasındaki gecikmenin doğru bir şekilde görüntülenmemesi için hiçbir neden düşünemiyorum.

Dikkat edilmesi gereken bir şey vardır: Her alçaktan yükseğe ve yüksekten alçağa geçişte, iki transistör çok kısa bir süre çapraz geçiş yapma eğilimindedir. Giriş sinyalinin daha yüksek frekanslarında (yaklaşık> 2 MHz), inverter devresi çok fazla akım almaya başlar ve garip şeyler yapar ...

Bunun gibi ayrık parçalardan 10-20 ns performans elde edemezsiniz. Zebonaut'un dediği gibi, Schottky diyotu S9 için yanlış yerde. Bunlar her zaman toplayıcı ve taban arasında gider.

Bunun sinyal yolundaki 5KOhms ile istediğiniz hızda çalışmasının bir yolu yoktur. 5KOhms ve 10pF zaman sabitinin 50ns olduğunu düşünün. Uygulamada, sinyalleri yavaşlatmak için bazı seri endüktans ve diğer şeyler olacaktır. 10ns anahtarlama hızına yakın bir yere ulaşmak için çok daha düşük dirençler kullanmanız gerekecektir. Schottky diyotlarının kapasitansı nedir? Bunun tabana çarpıldığını unutmayın. Direncin sürmesi gereken etkin kapasitans muhtemelen 10pF'den fazladır.

Düzen dahil RF devreleri tasarlama deneyiminiz yoksa, bu tür hızlar entegre yongaların alanıdır.