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BJT反應慢問題

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發表於 2019-3-28 02:11:10 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本文章最後由 ccbruce 於 2019-3-28 02:16 AM 編輯

我要用stm32控制74hc595。

因為stm32是3.3V供電而595是5V供電,我怕準位不夠所以用2N2222做準位轉換如下圖。


不料在輸出波形時bjt慢半拍。


藍的是來自stm32的推挽輸出,黃的是bjt的輸出,如參考線所示,在stm32下拉時,BJT並沒有同時上拉,而是過了680ns才慢慢往上。這樣嚴重限制了stm32的輸出頻率(要是SPI頻率太高, bjt根本就不會變化)。同樣的問題並未出現在上升緣。

我本來認為是寄生電容造成的,所以試著降低R10 (->470ohm)跟R12(->1kohm), 並取消R11以求快速放電,但這延遲依舊存在,請問如何解決呢?

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發表於 2019-3-28 03:11:34 | 顯示全部樓層
這是BJT都有的米勒效應(Miller Effect),你可以google 一下,因米勒效應關係對BJT而言其B極輸入端對地有一米勒電容,

當輸入Hi時,電流經1k對米勒電容充電直到0.6v時BJT就導通(導通時間短),

當輸入Lo時,BJT沒法馬上截止,直到電流從米勒電容向1k放電直到小於0.6v截止(導通時間長),

你可以並聯一加速電容有1k上面,它會在輸入變Lo的瞬間產生負電壓的Spike讓BJT瞬間截止

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發表於 2019-3-28 05:12:16 | 顯示全部樓層
請參考以下電路,並做電阻的調整.

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發表於 2019-3-28 05:40:01 | 顯示全部樓層
可以使用Baker Clamp來改善此現象。

在這裏如使用超低容量的蕭特基二極體改善的效果會更好,而且必須降低 Rc 的電阻值(例如 1K)增加 Ic 的電流也是必要的手段。

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發表於 2019-3-28 09:37:39 | 顯示全部樓層

gj

本文章最後由 阿明先生 於 2019-3-28 09:51 AM 編輯

STM32的GPIO輸出腳,不曉得程式碼設定那一種輸出模式?上拉電阻開漏輸出?或是設定為推挽輸出,

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發表於 2019-3-28 09:57:52 來自手機 | 顯示全部樓層
这就是理想与现实的差距。在快速电路中,以往能忽略的细节即会凸显。搭电子积木是大学问!
 樓主| 發表於 2019-3-28 10:27:10 | 顯示全部樓層
阿明先生 發表於 2019-3-28 09:37 AM
STM32的GPIO輸出腳,不曉得程式碼設定那一種輸出模式?上拉電阻開漏輸出?或是設定為推挽輸出,

...

我是用SPI控制PA5, 程式是設GPIO_Mode_AF_PP。
但看了一下文件,我想可以用GPIO_Mode_AF_OD來改為OD, 這樣就不需要這組電路了。
不過板子就要重洗了。總之先跳線試試看。
發表於 2019-4-2 19:44:55 | 顯示全部樓層
本文章最後由 oldhan 於 2019-4-2 07:47 PM 編輯

看看 buffer IC 的內部線路圖為何要 N P 推挽結構?
單顆晶體只有 pull down 的能力,
Hi 的輸出光靠 R12 來推動, 週邊電容高時候就會慢.

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發表於 2019-4-5 08:27:32 | 顯示全部樓層
oldhan 發表於 2019-4-2 07:44 PM
看看 buffer IC 的內部線路圖為何要 N P 推挽結構?
單顆晶體只有 pull down 的能力,
Hi 的輸出光靠 R12 來 ...

看 7405 內部結構自打臉

是否能把三個電晶體精簡到一個?
這是一道有趣的題目,
樓主別輕易放棄.

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