如何提高BJT開關(guān)速度？為什么BJT比CMOS速度要快？

在這篇文章中，小編將對(duì)BJT的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)它的了解程度，和小編一起來閱讀以下內(nèi)容吧。

一、如何提高BJT開關(guān)速度

1、加速電容

如下圖所示，R1并聯(lián)一個(gè)小容量電容，當(dāng)Q1從截止?fàn)顟B(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)，即輸入信號(hào)從低電平切換到高電平時(shí)，電容可以使R1瞬間被旁路并提供基極電流。當(dāng)Q1從導(dǎo)通狀態(tài)切換到截止?fàn)顟B(tài)，即輸入信號(hào)從高電平切換到低電平時(shí)，晶體管由導(dǎo)通到截止時(shí)能夠迅速?gòu)幕鶇^(qū)取出電子，消除開關(guān)滯后。這個(gè)電容的作用就是提高開關(guān)速度，稱之為加速電容。但是使用加速電容也會(huì)給輸出波形帶來下過沖，對(duì)一般的晶體管來說，加速電容的容量取值為幾十pF到幾百pF。

圖：添加加速電容

實(shí)際上晶體管由截止?fàn)顟B(tài)到導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)間縮短了，由于使用所使用的晶體管以及基極電流、集電極電流的不同，加速電容的最佳值是各不相同的，因此加速電容的值需要通過觀測(cè)實(shí)際開關(guān)電路的開關(guān)波形決定。

2、肖特基鉗位

如下圖通過肖特基鉗位，接入肖特基二極管的效果與接入加速電容的效果相同，晶體管從導(dǎo)通狀態(tài)變化到截止?fàn)顟B(tài)沒有時(shí)間滯后。

肖特基二極管的正向壓降VF比晶體管的Vbe小，大約0.3V，所以本來應(yīng)該流過晶體管的大部分基極電流I1現(xiàn)在都通過D1被旁路掉了。這時(shí)流過晶體管的基極電流非常小，所以可以認(rèn)為這時(shí)晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)很接近截止?fàn)顟B(tài)。從導(dǎo)通狀態(tài)變化到截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的時(shí)間滯后非常?。ɑ鶚O電流小，所以電荷存儲(chǔ)效應(yīng)影響?。?

圖：肖特基鉗位加速

二、為什么BJT比CMOS速度要快？

速度方面，BJT比CMOS更快的原因主要有以下幾個(gè)方面：1. 導(dǎo)通電流：BJT能夠通過電流控制電子的注入和收集，從而實(shí)現(xiàn)高速導(dǎo)通。而CMOS則是通過電壓來控制電流，需要在電荷注入和失去之間切換，這會(huì)導(dǎo)致速度相對(duì)較慢。2. 驅(qū)動(dòng)能力：BJT具有較高的電流放大能力，在單個(gè)晶體管上可以實(shí)現(xiàn)更大的電流。在電路中，這意味著BJT可以提供更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，從而加快信號(hào)的傳輸速度。而CMOS的電流驅(qū)動(dòng)能力較弱，需要通過多級(jí)級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)較高的驅(qū)動(dòng)能力，這會(huì)導(dǎo)致速度較慢。3. 高頻響應(yīng)：由于BJT的結(jié)構(gòu)和工作原理的特性，它可以實(shí)現(xiàn)更高的頻率響應(yīng)。在高頻應(yīng)用中，BJT可以提供較高的截止頻率和增益帶寬。華而不實(shí)的中的技術(shù)。4. 響應(yīng)時(shí)間：BJT具有較短的開關(guān)時(shí)間和較快的響應(yīng)時(shí)間。當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，BJT可以迅速開啟或關(guān)閉，以響應(yīng)新的輸入信號(hào)。然而，CMOS由于涉及電荷注入和失去的過程，具有較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間。盡管BJT在速度方面具有一些優(yōu)勢(shì)，但CMOS在許多其他方面具有一些優(yōu)勢(shì)，例如功耗和集成度。CMOS技術(shù)能夠在待機(jī)狀態(tài)下消耗較少的功率，并且在集成電路中能夠?qū)崿F(xiàn)更高的集成度。這使得CMOS技術(shù)成為當(dāng)今電子設(shè)備和集成電路設(shè)計(jì)的主要選擇。

最后，小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對(duì)小編來說都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。希望大家對(duì)BJT已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí)，最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。