¿Cómo hago que el tiempo de apagado y encendido sea igual en un transistor NPN?

Un BJT más rápido probablemente te ayude una vez que hayas resuelto los fundamentos.

Hay dos (probablemente) nuevos amigos milagrosos que deberías conocer.

• Abrazadera Schottky anti saturación

• Condensador de aceleración.

• (1) Conecte un diodo Schottky pequeño desde la base al colector
  (Ánodo a base, Cátodo a colector), de modo que el diodo se polariza inversamente cuando el transistor está apagado.

  Cuando se enciende el transistor, el colector no puede caer más que una caída de "unión" Schottky debajo de la base. El transistor en el que no se puede saturar y la carga acumulada es mucho más pequeño, por lo que es más rápido deshacerse de él al apagarlo. Ejemplo de este desde aquí

MirelosdiagramasdebloquesinternosparaSchottkyTTL.Tengaencuentacómoestosecompara.EstoesprincipalmenteloquepermitequeShottkyTTLseamásrápidoqueelTTLestándar.

• (2)Conecteunpequeñocapacitorenparaleloconlaresistencia.
  Estoseconocecomoun"condensador de aceleración".
  Suena bien :-). Mejor para encendido que para apagado, pero tiene un papel en ambos sentidos.
  Ayuda a "barrer la carga" fuera de la capacitancia de la unión del emisor de base en el apagado y para obtener la carga allí al encenderla. Según el ejemplo a continuación desde aquí . Esta página es MUY vale la pena mirar.

Observan(másmaterialvaliosoenlapágina)

• Reduciendoeltiempodealmacenamiento.Elmayorretrasogeneraleseltiempodealmacenamiento.
  CuandounBJTestáensaturación,laregiónbaseseinundaconportadoresdecarga.Cuandolaentradadisminuye,aestosportadoresdecargalesllevamuchotiemposalirdelaregiónypermitirquelacapadeagotamientocomienceaformarse.Lacantidaddetiempoqueestotomaesunafuncióndetresfactores:

  Lascaracterísticasfísicasdeldispositivo.

  ElvalorinicialdeIc

  Elvalorinicialdelatensióndepolarizacióninversaaplicadaenlabase.

  Unavezmás,nopodemoshacermuchoconelprimerfactor,peropodemoshaceralgoconlosotrosdos.Sipodemosmantenernosjustopordebajodelasaturación,entoncessereduceelnúmerodeportadoresdecargaenlaregiónbaseytambiénloes.Tambiénpodemosreduciraplicandounaltosesgoinversoinicialaltransistor.

  Tiempodecaída.Aligualqueeltiempodesubida,eltiempodecaída()esunafuncióndelascaracterísticasfísicasdeltransistor,ynohaynadaquepodamoshacerparareducirsuvalor.

  Aljuntartodasestasdeclaraciones,vemosquelademorayeltiempodealmacenamientosepuedenreducirdelasiguientemanera:

  Aplicarunvalorinicialaltode(paradisminuireltiempoderetardo)queseestableceenunvalorinferioralrequeridoparasaturareltransistor(parareducireltiempodealmacenamiento).Aplicandounaltosesgoinversoinicial(parareducireltiempodealmacenamiento)queseestableceenelvalormínimorequeridoparamantenereltransistorencorte(parareducireltiempoderetardo).EsposiblecumplircontodasestascondicionessimplementeagregandounsolocondensadorauninterruptorBJTbásico.Estecondensador,llamadocondensadordeaceleración,seconectaatravésdelaresistenciadebasecomosemuestraenlaFigura19-7.Lasformasdeondaenlafigurasonelresultadodeagregarelcondensadoralcircuito.

  Cuandoinicialmentevaalto,elcondensadoractúacomouncortocircuitoalrededor.Comoresultado,laseñaldeentradaseacopladirectamentealabaseporunbreveinstante.Estohacequeseapliqueunpicodevoltajeinicialaltoalabase,generandounvalorinicialaltode.Amedidaquesecargaelcondensador,disminuyehastaelpuntodondesemantienejustodebajodelpuntodesaturación.

  Cuandolaentradasevuelvenegativaporprimeravez,lacargaenelcondensadordeaceleraciónconducebrevementelabasea–5V.Estohacequeeltransistorentreencorterápidamente.Tanprontocomoelcondensadorsedescarga,latensióndelabasevuelvea0V.Estogarantizaquelaunióndelemisordelabasenotengaunafuertepolarizacióninversa.Deestamanera,secumplentodosloscriteriosdeseadosparareducireltiempodeconmutación.

• (3)Miracómova.Sinoeslosuficientementebueno,podemosversipodemosagregaralgúnimpulsoregenerativoacontinuación.

LSTTL&amigosaúnmásrápidos:

Advertencia!!!!!!!!!!!!
 Mirandoen aquí de donde viene el diagrama de abajo,
 es probable que resulte en que usted, su soldador y / o el tablero de pan permanezcan despiertos toda la noche :-).
 Muchas buenas ideas.
 ¿Puedes hacer un asesino de Miller? :-).

Tenga en cuenta que Schottky utiliza diodos Schottky de baja potencia, mientras que el Schottky TTL anterior usaba transistores Schottky, un paso aparente hacia atrás.

Supongo que su problema es que su BJT está saturado cuando está encendido. Esto significa que la corriente que atraviesa el colector NO está limitada por la corriente de control que atraviesa la base sino por la resistencia limitadora de corriente en la ruta del colector.

I.e. con la misma corriente de base, el transistor podría admitir más corriente pasando por el colector.

Si este es el caso, el tiempo de apagado del transistor será relativamente largo (si me acuerdo bien, la razón es que las cargas en la región base serán barridas principalmente por difusión, lo cual es un proceso físico bastante lento) ).

Puedes cambiar esta situación fácilmente siguiendo el circuito:

Ahora,lacorrientequepasaporelemisor(queessolounpocomásquelaquepasaporelcolector)elevaráelemisoraunnivelquehacequelacorrientedebasesealosuficientementepequeñacomoparaqueseaelfactorlimitantedelacorriente.Atravésdelcoleccionista.Porlotanto,eltransistoryanoestarásaturadoyseapagarámásrápido.

Tambiénhayotraventajadeestecircuito:
Estecircuitoserámásestablecuandoeltransitorsecalienteysevuelvamásconductor(lossemiconductoressevuelvenMÁSconductorescuandosecalientan).Lacorrientenocambiarámucho(ensuprimercircuitolohará).

Tengaencuentaquelacorrienteahoranodependedelatensióndealimentación,sinodelvoltajedecontrol(Vin).

EDIT1:

VamosaserResistenciaRbenlabase(puedeserunvalorpequeño;incluso0Ohmios)
Resistenciaenelemisor
Vbebase-voltajedeemisor(ca.0.7VparatransistoresdeSi)
Amplificacióndecorrienteb(ca.50..100)
Ie=b*Ibcorrientedeemisor;casiigualaIc=Ie-Ib

Vin=Rb*Ib+Vbe+Ie*Re

ResolverparaIe:

Ie=(Vin-Vbe)/(Rb/b+Re)

Rb/bserámuypequeño;puedesernegelegted,asíque
Esdecir,(Vin-Vbe)/Re

EDIT2:

Hicealgunasmedicionesenelmundorealdeambasvariantesdecircuito:

La versión izquierda es la que tiene el transistor saturado (A).
La versión correcta es la que tiene un transistor no saturado (B).
En ambas variantes, la corriente conmutada es aproximadamente la misma.

Pero ahora mire cuánto tiempo lleva apagar la corriente en (A):
California. 1.5µs entre el borde de CH1 (voltaje base; azul) y CH2 (corriente del emisor; verde):

...yen(B):
casisindemoraentreelbordedeCH1(voltajedebase;azul)yCH2(corrientedelemisor;verde):

El problema aquí es la naturaleza asimétrica del cambio de BJT.

Si el umbral de conmutación está a menos de la mitad entre la tensión de base mínima y máxima, entonces el transistor tardará menos tiempo en encenderse que en apagarse. Si está a la mitad, se apagará más rápido de lo que se apaga.

Por ejemplo, mira esto en un gráfico simplificado que he garabateado:

Como puede ver, a medida que la tensión de base aumenta por encima del umbral del interruptor, el transistor se enciende. Permanece encendido hasta que la base desciende por debajo del umbral del interruptor nuevamente. Como este se encuentra por debajo del punto medio, la tensión de la base tarda más en alcanzar el umbral del interruptor que cuando se encendió.

Al agregar una resistencia entre la base y la tierra, se crea un divisor de voltaje. Esto reduce el rango del voltaje de la base para acercar los voltajes de la base a la simetría alrededor del umbral de conmutación.

Cuando se ejecuta como un amplificador, su objetivo es ajustar los voltajes de la base en la zona de conmutación, de modo que el transistor nunca esté completamente encendido o apagado, sino que esté siendo manipulado alrededor de esa zona de conmutación ajustada.

_{Descargo de responsabilidad: Sí, sé que esto es demasiado simplista, pero hace que el principio básico se extienda sin atascar el OP con las matemáticas y la fórmula.}

Tengo un circuito similar, una resistencia alta colocada entre el emisor y el detector hace que se fugue y rompa el circuito, el tamaño de su resistencia es bastante crítico

El transistor no se apagará tan rápido debido a que la unión del emisor de la base está saturada.

He visto esto antes y simplemente coloque un nmos-fet en lugar del transistor. Fuente a GND Puerta para controlar la señal (100ohms sería lo suficientemente grande en serie) Escurrir a LED.

Esto debería permitirte encender y apagar en 10 segundos de nanosegundos