Rechteckwelle in Emitterfolger

Ich habe eine Rechteckwelle mit relativ geringer Anstiegs- und Abfallzeit (von etwa 10 ns ) eingegeben und wollte die Antwort eines Emitterfolgerausgangs sehen.

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Ich habe die Schaltung zusammengestellt und hier ist, was ich auf dem Oszilloskop sehe.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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Warum die Abfallzeiten so unterschiedlich sind, konnte ich mir nicht erklären, und die Abfallzeit der Welle am Ausgang steigt mit dem Emitterregister.

Bei Spice sehen die Wellenformen ganz anders aus. Das Spice-Modell zeigt ganz einfach die Entladung der C B E Kondensator, mit der Abwärtsspitze über R1 , wenn sich die Richtung des Stromflusses beim Entladen umkehrt.

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Was ist also eigentlich los ?

Der C B E Der Kondensator hätte sich wie im Spice gezeigt entladen sollen, tut es aber in Wirklichkeit nicht.

PS: Ich habe die Schaltung in Veroboard gemacht.

PS: Hier sind einige Ft-Werte mit unterschiedlichen Widerständen.

R1      Rise time     Fall Time
220       ~10ns          ~20ns
1k        ~10ns          ~57ns
10k       ~10ns          ~522ns
Wie misst du die Spannungen? Es könnte im Kabel klingeln, Sondenkapazität. Was passiert, wenn Sie R1 auf 100 Ohm, 10 kOhm ändern?
@GeorgeHerold Die Abfallzeit nimmt mit zunehmendem Emitterwiderstand zu. Bei R1 = 220E, Ft = 20ns, bei R1 = 10k, Ft = 522ns.
Richtig, also muss es beim Ausschalten die gesamte Kapazität über den Emitterwiderstand entladen. Für die 10 k RC ~ 0,5 uS oder ein C von ~ 50 pf (vielleicht die Hälfte davon). Also Sonden- oder Kabelkapazität.
Ist dies eine x1-Oszilloskopsonde? Wenn dies der Fall ist, sollte eine x10-Sonde näher an der Simulation sein. Fügen Sie in der Simulation einen Kondensator über R1 hinzu. (Beginnen Sie mit 50 pF, wie von George Herold vorgeschlagen)
@Brian es ist eine x10-Sonde. Aber ich habe es noch nicht mit der x1-Sonde versucht.

Antworten (3)

Dies ist wie erwartet. An der ansteigenden Flanke liefert der Transistor aktiv Strom, um die unvermeidliche parasitäre Kapazität über dem Emitterwiderstand aufzuladen.

Auf der fallenden Flanke gibt es zwei Effekte, die die Flanke verlangsamen. Erstens ist der Transistor gerade ausgeschaltet. Es entfernt nicht aktiv Ladung vom Emitterknoten, wie es umgekehrt an der steigenden Flanke der Fall war. Die Spannung am parasitären Kondensator entlädt sich nur exponentiell über den Widerstand. Zweitens dauert es ein wenig, bis die Ladungsträger aus der Basiszone des Transistors herausgefegt sind, also kurzzeitig noch leitet. Tatsächlich wird dieser Effekt dadurch minimiert, dass der Transistor nicht gesättigt wird. Wenn Sie keinen langsamen Transistor haben, würde ich sagen, dass der dominierende Effekt die exponentielle Natur des Spannungsabfalls ist.

Um einige Zahlen dazu zu nennen, sehen wir uns an, wie die Dinge mit 3 pF parasitärer Kapazität über dem Widerstand funktionieren. (1 kΩ)(3 pF)= 3 ns. Die tatsächliche parasitäre Kapazität kann je nach Widerstandstyp und Bautechnik erheblich variieren, sodass wir nicht wirklich wissen, was es ist. Dennoch zeigt dies zumindest, dass es plausibel ist, diesen Effekt auf Ihrer Zeitskala zu beobachten.

Also könnte es an der Scope-Sonde liegen?
@Arjo: Ein Teil davon ist auf die Kapazität der Oszilloskopsonde zurückzuführen. Sie sollten natürlich die höchste Einstellung des Tastkopfs verwenden, wenn es auf einige pF Kapazität ankommt. Es wird jedoch immer eine gewisse parasitäre Kapazität vorhanden sein, unabhängig davon, ob sie durch eine Oszilloskopsonde hinzugefügt wird oder nicht.

Sieht so aus, als hätten Sie ungefähr 20-25 pF von der Oszilloskopsonde. Versuchen Sie es mit einer 10:1-Einstellung.

Ich nehme an, dass Zeile (1) die Eingabe und Zeile (2) die Ausgabe Ihres Followers ist.

Was passiert ist, dass im ersten Fall (Anstieg) der Transistor einen großen Stromfluss durch CE zulässt und Sie daher einen schnellen Anstieg haben. Im zweiten Fall (Abfall) wird der Strom durch den Widerstand begrenzt und Sie haben einen einfachen exponentiellen Abfall (und die BE-Kopplung).

Dies wird durch Ihre Messung bestätigt: Die Abfallzeit ist proportional zum Widerstand, die Anstiegszeit ist konstant.
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