文档介绍：开关电源双极性开关管的选择所谓双极性,是指冇两个PN结的普通开关三极管,在“彩显”中一般作为开关电源、行输出级和S校正电路的切换开关。三极管的开关状态和模拟放大状态的要求明显不同,对'开关特性的描述也不是通常的fT、fa所能概括的。在开关电源中,是通过三极管开与关的吋间比(即占空比)稳定输出电压的。在这里,三极管被当作开关使用,利用三极管的放大作用,通过极小的基极电流控制集电极电流。当集电极电流饱和吋,认为开关已接通,而集电极电流截止时,则认为开关已断开。但是,三极管的开/关并非处于理想状态,导通时尚冇英饱和压降VCES,断开时其IC*o,而具有一定的ICEOo与理想开关相比,晶体管作为开关并非完全随基极控制电流同时进行开/关,其中存在一定的过程。为了研究三极管开/关此瞬间过程,首先对开/关的相对值作一规定,即当集电极电流达到其最大饱和电流90%时,认定它已接通,而集电极电流下降为I。的10%时,认为它己经断开。按此标准计量,三极管开/关过程所需时间作为衡量三极管的开关特性的比较标准。品体管工作在开关状态和工作在线性放大状态有完全不同的要求。放大状态要求三极管的Ic应该完全受控于IB,H两者冇稳定的线性关系,包括放大后的模拟波形和输入波形有完全相同的包络线。开关状态则要求三极管的基极电流达到Icm/hfe,其集电极电流立即上升到Icm,不应冇过渡过程。但实际上这是不可能的,因为三极竹是利用其放大特性工作于开关状态的。任何三极管其IC・IB特性均为与x轴冇一夹角的斜线,该斜线的斜率(即夹角)永远不会垂总于X轴(即hfe不会无穷大),那么,Ii•控制Ic山零增长到Icm也必然要符合斜线的规律才能达到,因而通/断都需一定的时间。除此而外,双极性晶体管基本放大原理也使开关动作需一定的时间。晶体管处于放大状态,常用最高截止频率(fT)和共基极放大状态最高频率(fa)表示晶体管可工作的频率范围。但是,fT、fa并不能确切的表示晶体管的开关特性,虽然fT、fa越简,三极管的开关特性也越好,,其开关特性却不尽相同。因此,三极管的开关特性常用开关的导通吋间ton和关断吋间toff来表示。导通时间是指,当:基极驱动脉冲加入后,集电极电流由零达到饱和值9。%所占用的时间。为了排除驱动电流的影响,假设加到基极一发射极之间的控制电流为理想的矩形波,见下图所示。在基极电流以垂直于X轴的特性上升时,集电极电流Ic并不随Z升高,而是冇—•延迟时间t。,在此吋间内lc呈缓慢曲线上升到Icm的io%o产生延迟时间的原因是:三极管在截止状态时,基区基本无自由电子,当控制电压突然升高时,欲使发射结达到VB>+,输入电流必须不断地给发射结电容充电,以降低PN结的内部电场,然后再向基区发射电了,因而需经过一段时间(ta)。ta正比于发射结电容,反比于发射结的面积。开关管功率越大,必然发射结而积相应增大,欲要减小t。就越加困难。发射结的充电速度,不仅与输入驱动脉冲的内阻冇关,而且与三极管的截止冇关。如果三极管处于深度截止(即反向偏置过大),ta也越慢。当Ic达到2%的Icm吋,在驱动脉冲的作用下,Ic随IB呈线性增长。其增长速度即从Icill10%到90%W线的斜率等于该管的hfeo前面已提到,此段曲线不可能是垂直线,因而形成上升时间tr。很明显,三极管的hfe