实验二 晶体管开关特性、限幅器与钳位器 1 ．实验目的 （1）观察晶体二极管、三极管的开关特性，了解外电路参数变化对晶体管开关特性的影响 （2）掌握限幅器和钳位器的基本工作原理。 2 ．实验原理 （1）晶体二极管的开关特性 由于晶体二极管具有单向导电性，故其开关特性表现在正向导通与反向截止两种不同状态的转换过程。 如图 2－1 电路，输入端施加一方波激励信号 Vi，由于二极管结电容的存在，因而有充电、放电和存贮电荷的建立与消散的过程。因此当加在二极管上的电压突然由正向偏置(+V1)变为反向偏置(-V2)时，二极管并不立即截止，而是出现一个较大的反向电流2VR，并维持一段时间 ts（称为存贮时间）后，电流才开始减小，再经tf（称为下降时间）后，反向电流才等于静态特性上的反向电流 I0，将trr＝ts＋tf 叫做反向恢复时间，trr 与二极管的结构有关，PN 结面积小，结电容小，存贮电荷就少，ts 就短，同时也与正向导通电流和反向电流有关。 当管子选定后，减小正向导通电流和增大反向驱动电流，可加速电路的转换过程。 （2）晶体三极管的开关特性 晶体三极管的开关特性是指它从截止到饱和导通，或从饱和导通到截止的转换过程，而且这种转换都需要一定的时间才能完成。 如图 2－2 电路的输入端，施加一个足够幅度（在-V2 和+V1 之间变化）的矩形脉冲电压 Vi激励信号，就能使晶体管从截止状态进入饱和导通，再从饱和进入截止。可见晶体管T 的集电极电流 ic 和输出电压 Vo的波形已不是一个理想的矩形波，其起始部分和平顶部分都延迟了一段时间，其上升沿和下降沿都变得缓慢了，如图 2－2 波形所示，从Vi开始跃升到ic上升到0.1ICS，所需时间定义为延迟时间 td，而 ic从0.1 ICS增长到0.9 ICS的时间为上升时间 tr，从Vi开始跃降到ic下降到0.9ICS的时间为存贮时间 tS,而iC从0.9ICS下降到0.1ICS的时间为下降时间 tf，通常称 ton＝td＋tr 为三极管开关的“接通时间”，toff＝tS＋tf 称为“断开时间”，形成上述开关特性的主要原因乃是晶体管结电容之故。 图 2-1 晶体二极管的开关特性 图2-2 晶极三极管的开关特性 改善晶体三极管开关特性的方法是采用加速电容Cb和在晶体管的集电极加二极管D 箝位，如图2－3 所示。 Cb 是一个近百 PF 的小电容，当 v i正跃变期间，由于 Cb 的存在，Rb1 相当于被短路，Vi几乎全部加到基极上，使 T 迅速进入饱和，td 和tr 大大缩短。当 Vi负跃变时...
