Transistor S8050 D 331 a 1MHz

Primero déjame decirte que no tengo mucho conocimiento sobre los transistores en los circuitos. Estoy teniendo un transistor S8050 D 331, y está conectado como en el siguiente esquema. El problema que tengo es cuando aplico la señal de onda cuadrada de entrada por encima de 300 KHz. El transistor no sigue tan rápido. ¿Eso es normal? En la hoja de datos dice una frecuencia de transición de 150 MHz.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Salida a 100 kHz de señal de entrada:

Salida a 300 kHz de señal de entrada:

Salida a 500 kHz de señal de entrada:

Aquí suceden dos cosas: la velocidad de apagado del transistor y el tiempo de subida al final de una resistencia con capacitancia parásita.

Los BJT se apagan lentamente, especialmente cuando salen de la saturación. El circuito que impulsa la base puede ayudar con esto de dos maneras. Puede evitar conducir el transistor a la saturación, y puede conducir activamente la base hacia abajo, no solo dejarla flotando, para apagar el transistor.

Una forma de evitar la saturación es polarizar el transistor cerca del medio de su rango de operación, luego alimentar una señal lo suficientemente fuerte como para hacer que la salida se acerque, pero no realmente, al límite inferior. Otra forma es un diodo Schottky desde la base hasta el colector. Esto extrae corriente de la base que, de lo contrario, saturaría el transistor cuando el colector esté demasiado bajo.

Para disminuir el efecto de capacitancia parásita, use una impedancia tan baja como esté dispuesto a gastar corriente. Por ejemplo, ¿puede disminuir los valores de resistencia en un factor de 10 y luego aumentar la corriente del transistor en un factor de 10 para terminar con el mismo voltaje? Si es así, intente eso.

Lo que ellos dicen,

PERO

El "tiempo de vida" parece ser aproximadamente 1/3 de un microsegundo o más. Esto significa que con una impedancia efectiva de aproximadamente 1000 ohmios, la capacitancia efectiva es C ~~~ = T / R = 0.3 x 10 ^ -6 / 1000 = ~ 300 pF. Saber cómo se construyó su circuito y el modelo de su sonda de alcance y su configuración se vuelven relevantes en este tipo de nivel de capacitancia. Si la construcción está cableada, por ejemplo, en una placa Vero o en una placa de conexión enchufable, si está utilizando "trozos de cable" o sondas de 100 MHz o ... como sondas y la marca y modelo del osciloscopio, TODO PUEDE importar. Es probable que el circuito mismo esté inundando todos estos efectos, pero comienzan a ser potencialmente significativos a este nivel.

¿Cuáles son las configuraciones horizontal (base de tiempo - uS / división) y vertical (amplitud V / división) en cada caso?
¿Los cambió entre los resultados mostrados? (Horizontal = sí !, vertical = tal vez. Ver abajo).

Las fotos son útiles y hacen un buen trabajo al mostrarnos lo que está sucediendo Y que se está engañando parcialmente a sí mismo y tal vez a sus espectadores por lo que muestra.
Cuando cambia de la señal de 100 kHz a la señal de 500 kHz, la forma de onda ocupa 2 divisiones en ambos casos. Esto significa que ha cambiado la base de tiempo por un factor de 5, de 5 uS / división a 1 uS / división. Esto significa que la forma de onda ascendente en la primera foto es 5 veces más lenta que la aparente cuando se hacen comparaciones visuales. Esto hace la diferencia cuando intentas descubrir qué efectos realmente están sucediendo y dónde están ocurriendo.

Además, parece que también ha cambiado la escala vertical, con más sensibilidad en la última foto en comparación con la primera para que parezca más alta. Pero, esta diferencia puede ser explicada por la calibración de su sonda.

¿Ha calibrado su sonda de osciloscopio?
Si aplica una onda cuadrada de baja frecuencia "perfecta" a su sonda, como suele estar disponible en un pin de calibración en el panel frontal de su osciloscopio, ¿aparece como una onda cuadrada perfecta o tiene un borde de ataque redondeado?
Si la sonda no le permite mostrar una respuesta de onda cuadrada a una onda cuadrada de baja frecuencia, enmascarará los resultados a frecuencias más altas. La mayoría de las sondas buenas (o medias buenas) tienen un tornillo de ajuste en el costado que le permite conectarlas a una fuente de forma de onda "cuadrada conocida" y ajustar el tornillo hasta que se aplique una forma de onda cuadrada.
Si bien esto puede parecer algo engañoso (al hacer que una forma de onda se vea cuadrada independientemente) es una operación válida siempre que la forma de onda sea cuadrada.

Y también: no muestra la fuente de conducción en la base del transistor, y es importante. Usualmente usará una resistencia de accionamiento de una fuente de quizás 5 voltios, y este valor de resistencia puede hacer una inmensa diferencia en el resultado. Con frecuencia se puede obtener una mejora sustancial en la respuesta de frecuencia agregando un "condensador de aceleración" a través de la resistencia de accionamiento. Al apagar la base, este condensador actúa como un divisor junto con la capacitancia de la base para evitar de manera efectiva la descarga resistiva lenta con un paso de voltaje capacitivo. Agregar un condensador de menos de 100 pF a quizás 1 nF de ancho (en paralelo con) la resistencia de accionamiento puede marcar una diferencia significativa.

Lo estas saturando. Reduzca la corriente de base aumentando la resistencia entre "Señal de entrada" y la base, de modo que la corriente de base esté en algún lugar por debajo del 10% de la corriente del colector. Pruebe Ic / 20. Un truco consiste en agregar un diodo schottky de la base al colector, para robar al transistor de la corriente base cuando Vc <Vb. Ver estas preguntas y respuestas para obtener más información.

La primera razón del mal rendimiento que está experimentando es lo que otros ya han dicho: está saturando el transistor.

$\Omega$

Si desea obtener un rendimiento de conmutación rápido, por otro lado, no desea desperdiciar energía en una pequeña resistencia de colector, le sugiero que utilice una estructura de tótem o una puerta lógica.