在開關電源中，是通過三極管開與關的時間比（即占空比）穩(wen)定(ding)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)。在(zai)這(zhe)裏(li)，三(san)極(ji)管(guan)被(bei)當(dang)作(zuo)開(kai)關(guan)使(shi)用(yong)，利(li)用(yong)三(san)極(ji)管(guan)的(de)放(fang)大(da)作(zuo)用(yong)，通(tong)過(guo)極(ji)小(xiao)的(de)基(ji)極(ji)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)流(liu)。當(dang)集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)流(liu)飽(bao)和(he)時(shi)
，認(ren)為(wei)開(kai)關(guan)已(yi)接(jie)通(tong)，而(er)集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)流(liu)截(jie)止(zhi)時(shi)，則(ze)認(ren)為(wei)開(kai)關(guan)已(yi)斷(duan)開(kai)。

 

 

但是

，三極管的開/關並非處於理想狀態，導通時尚有其飽和壓降VCES
，斷開時其IC≠0，而具有一定的ICEO。與理想開關相比，晶體管作為開關並非完全隨基極控製電流同時進行開/關，其中存在一定的過程。

 

為了研究三極管開/關此瞬間過程，首先對開/關的相對值作一規定
，即當集電極電流達到其最大飽和電流90%時
，認定它已接通，而集電極電流下降為I。的10％時，認為它已經斷開。按此標準計量，三極管開/關過程所需時間作為衡量三極管的開關特性的比較標準。

 

 

晶體管工作在開關狀態和工作在線性放大狀態有完全不同的要求。放大狀態要求三極管的Ic應該完全受控於IB
，且兩者有穩定的線性關係
，包括放大後的模擬波形和輸入波形有完全相同的包絡線。開關狀態則要求三極管的基極電流達到Icm/hfe

，其集電極電流立即上升到Icm，不應有過渡過程。但實際上這是不可能的，因為三極管是利用其放大特性工作於開關狀態的。

 

任何三極管其IC-IB特性均為與x軸有一夾角的斜線，該斜線的斜率（即夾角）永遠不會垂直於X軸（即hfe不會無窮大），那麼，Ir控製Ic由零增長到Icm也必然要符合斜線的規律才能達到，因而通/斷都需一定的時間。

 

除此而外，雙極性晶體管基本放大原理也使開關動作需一定的時間。晶體管處於放大狀態，常用最高截止頻率(fT)和共基極放大狀態最高頻率(fa)表示晶體管可工作的頻率範圍。但是，fT、fa並不能確切的表示晶體管的開關特性
，雖然fT
、fa越高，三極管的開關特性也越好，但有的晶體管fr
、fa相同，其開關特性卻不盡相同。因此
，三極管的開關特性常用開關的導通時間ton和關斷時間toff來表示。

 

導通時間是指，當基極驅動脈衝加入後，集電極電流由零達到飽和值90%所占用的時間。為了排除驅動電流的影響，假設加到基極一發射極之間的控製電流為理想的矩形波
，見下圖所示。在基極電流以垂直於X軸的特性上升時，集電極電流Ic並不隨之升高，而是有一延遲時間t。
，在此時間內lc呈緩慢曲線上升到Icm的10%。產生延遲時間的原因是：三極管在截止狀態時
，基區基本無自由電子
，當控製電壓突然升高時
，欲使發射結達到VB≥+0.6V
，輸入電流必須不斷地給發射結電容充電，以降低PN結的內部電場，然後再向基區發射電子

，因而需經過一段時間(ta)。ta正比於發射結電容，反比於發射結的麵積。開關管功率越大，必然發射結麵積相應增大
，欲要減小t，就越加困難。

 

發射結的充電速度，不僅與輸入驅動脈衝的內阻有關，而且與三極管的截止有關。如果三極管處於深度截止（即反向偏置過大），ta也越慢。當Ic達到10%的Icm時，在驅動脈衝的作用下，Ic隨IB呈線性增長。其增長速度即從Ic由10%到90%曲線的斜率等於該管的hfe。

 

前麵已提到，此段曲線不可能是垂直線，因而形成上升時間tr。很明顯
，三極管的hfe越大，Tr越短。經過延遲時間與上升時間之後，三極管Ic=90%的Icm才認為其已經導通
，開關閉合，因此導通時間為ta+tr。當驅動脈衝回落至零時
，開關的關斷同樣需要一定的時間。

 

當開關管飽和時，基區必然積累較多的電荷，集電結形成空穴積累

，飽和過程中必然出現IB>IC/hFE,這是使三極管進入飽和區的可靠保證。但如果IB遠大於IC/hFE，即處於過飽和狀態（或稱深度飽和狀態），基區存儲電荷越多，集電結空穴積累越嚴重
，當驅動脈衝截止時，存儲電荷的消散時間也越長
，因而在驅動脈衝截止後，將Ic由90%降低為10%的時間稱為存儲時間ts。從三極管結構來說
，基區和集電區越薄，存儲電荷量就越小，tr也就越小。經過ts之後
，三極管隨存儲時間基區正偏逐漸消失，Ic隨之下降，形成下降時間tf。

 

 

存儲時間ta+tf，即構成開關管關斷時間。導通時間與關斷時間首先取決於三極管的結構和工藝，其次才是設計合理的開關驅動電路。

 

daotongshijianhejiezhishijiangouchengkaiguanguandedaotongsunhaohejiezhisunhao。yinweizaicishijiannei，sanjiguanchuyufangdaqu
，qiguanyajiangbiranzengda
，gonghaosuizhizengjia。yucixiangtongdeyuanli，erjiguanyeyoudaotong／截(jie)止(zhi)時(shi)間(jian)
，不(bu)過(guo)

，在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)，影(ying)響(xiang)最(zui)大(da)的(de)是(shi)二(er)極(ji)管(guan)的(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)時(shi)間(jian)。當(dang)二(er)極(ji)管(guan)導(dao)通(tong)後(hou)
，外(wai)加(jia)脈(mai)衝(chong)降(jiang)為(wei)零(ling)，二(er)極(ji)管(guan)並(bing)不(bu)會(hui)立(li)即(ji)截(jie)止(zhi)
，恢(hui)複(fu)到(dao)截(jie)止(zhi)需(xu)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)（與上述相同的原因）。當工作頻率升高時
，正向脈衝過後二極管不能及時恢複
，其單向導電性則使電路處於短路狀態。二極管的恢複時間除取決於PN結、N電容以外，還與工藝結構有關

，因此有普通工頻整流二極管、快恢複二極管、肖特基二極管之分。

 

普通工頻整流二極管正向壓降範圍為1～2V，隨耐壓升高有不同程度的增大。目前其最高反壓可作到5kV以上，最大整流電流達到kAyishang。suoweigongpin
，budanzhipinlv，haizhiqiboxingshizhengxianbo
，qifanxianghuifushijianbijiaoman

，yinci
，cileierjiguanbushizhiyongzaifangbonibianqizhongzuozhengliuhezuni。zaikaiguandianyuanzhong，yezhinengyongyujiaoliudianyuanzhengliu。

 

快恢複二極管，指反向恢複時間在50～200ns範圍內，可用於100kHz。以下的開關脈衝的整流

、箝位及開關管的阻尼電路等。快恢複二極管的參數與生產工藝有關，反向恢複時間最快的屬外延法生產的二極管．一般手冊中所列最高反壓為其擊穿電壓的80%，選用時需注意留有適當的餘量。

 

肖特基二極管SBD為多數載流子單向導電器件

，其開關時間極短
，一般為50～100ns。其最大特點是：

 

正向壓降理論上為0.3～0.5V
，額定電流不超出0.6～0.8V，比PN結二極管的最大正向壓降1～1.2V低近一倍，因此作低壓大電流脈衝整流十分有利。但肖特基二極管反向電壓較低，大多為40V以下，隻有極少數產品能達到100V。一股用於低壓輸出開關電源中和大電流低電壓的脈衝整流電路中。

 

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