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UC头条:使用Mos晶体管的自举扫描电路原理

 cnzrp 2023-03-30 发布于山西

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自举扫描电路

任何与电子产品打交道的人都会遇到波形发生器电路,如矩形波形发生器、方波发生器、脉冲波发生器等。同样,自举扫描电路是一种锯齿波发生器。通常,BootstrapSweep电路也称为BootstrapTimeBasedgenerator或BootstrapSweepGenerator。

在定义中,如果该电路在输出端产生相对于时间线性变化的电压或电流,则该电路称为“基于时间的发生器”。由于BootstrapSweepCircuit提供的电压输出也随时间呈线性变化,因此该电路也称为BootstrapTime-Basedgenerator

更简单地说,“自举扫描电路”基本上是一个函数发生器,可生成高频锯齿波。我们之前使用555定时器IC和运算放大器构建了一个锯齿波发生器电路。现在在这里我们解释一下自举扫描电路理论。

自举扫描发生器的应用

基本上有两种类型的基于时间的生成器,即

电流时基发生器:如果电路在输出端产生随时间线性变化的电流信号,则该电路称为电流时基发生器。我们在“电磁偏转”领域找到了这类电路的应用,因为线圈和电感器的电磁场与变化的电流直接相关。电压时基发生器:如果电路在输出端产生随时间线性变化的电压信号,则该电路称为电压时基发生器。我们在“静电偏转”领域找到了这类电路的应用,因为静电相互作用与变化的电压直接相关。由于自举扫描电路也是一种电压时基发生器,它将在静电偏转中得到应用,如CRO(阴极射线示波器)、监视器、屏幕、雷达系统、ADC转换器(模数转换器)等。

自举扫描电路的工作原理

下图为自举扫描电路的电路图:--更多电路知识--电路一点通

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该电路有两个主要组件,即NPN晶体管,即Q1和Q2。晶体管Q1在该电路中用作开关,晶体管Q2用作射极跟随器。此处存在二极管D1以防止电容器C1以错误的方式放电。此处存在电阻器R1和R2,用于偏置晶体管Q1并使其在默认情况下保持导通状态。

如上所述,晶体管Q2采用射极跟随器配置,因此无论晶体管基极出现什么电压,其发射极都会出现相同的值。因此,输出“Vo”处的电压等于晶体管基极的电压,即电容器C2两端的电压。此处存在电阻器R4和R3,以保护晶体管Q1和Q2免受高电流影响。

从一开始,晶体管Q1由于偏置而导通,因此,电容器C2将通过Q1完全放电,从而导致输出电压变为零。所以当Q1未被触发时,输出电压Vo为零。

同时,当Q1未被触发时,电容C1将通过二极管D1完全充电至电压+Vcc。同时,当Q1导通时,Q2的基极将被驱动至地,以保持晶体管Q2处于关断状态。

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由于默认情况下晶体管Q1处于导通状态,因此要将其关闭,持续时间为“Ts”的负触发将提供给晶体管Q1的栅极,如图所示。一旦晶体管Q1进入高阻抗状态,被充电至电压+Vcc的电容器C1将尝试自行放电。

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因此,电流“I”流过电阻器并流向电容器C2,如图所示。并且由于该电流,电容器C2开始充电并且电压“Vc2”将出现在其两端。

在自举电路中,C1的电容比C2大很多,所以电容C1充满电时储存的电荷非常大。现在,即使电容C1自行放电,其两端的电压也不会发生太大变化。并且由于电容器C1两端的电压稳定,电流“I”值将通过电容器C1的放电而稳定。

随着电流“I”在整个过程中保持稳定,电容器C2接收的电荷率也将始终保持稳定。随着这种电荷的稳定积累,电容C2端电压也将缓慢线性上升。

现在随着电容C2电压随时间线性上升,输出电压也随时间线性上升。您可以在图中看到,在触发时间“Ts”期间,电容器C2两端的端电压随时间线性上升。

触发时间结束后,如果去掉对三极管Q1的负触发,则三极管Q1默认进入低阻态,起到短路作用。一旦发生这种情况,与晶体管Q1并联的电容C2将自身完全放电,使其端电压急剧下降。因此,在恢复时间“Tr”期间,电容器C2的端电压将急剧下降至零,并且可以在图中看到相同的情况。

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这里帮助提供恒定电流作为对电容器C1的反馈的电容器C2称为“自举电容器”。

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