加速电容在电路中的作用

在以下电路中，

加速电容的用处

当开灯信号时，(b)灯将比(a)灯更快亮起; 关灯信号时，(b)灯比(a)灯更快熄灭。

(a)电路对于控制信号反应存在一定的延迟，当增加电容后变成(b)电路，基本能达到与控制信号同步，实现快速响应。

电容C1在这里有加快三极管导通和截止的作用。

(a)、(b)图输入输出波形如下：

输出信号波形

原理：

对于(a)电路，三极管工作在截止和饱和区，当输入从高电平变为低电平时，三极管从饱和状态向截止状态转变，但是由于三极管内部结电容的原因，饱和时会在基区存有电荷，这些电荷只能通过电阻R1和R缓慢泄放。 基极电荷完全泄放所需的时间我们称为三极管的存储时间ts，而在存储时间ts阶段集电极电压是不会变化的，所以输出电压会延迟ts时间才变化。

对于(b)电路：

三极管加速截止过程：限流电阻R1两端并联了一个加速电容C1，输入高电平时电容C1充电存储电荷极性为左正右负，当输入从高电平变为低电平时，由于电容两端电压不能突变，加到三极管基极的电压为负尖顶脉冲。 由于加到基极的电压为负，加快了从基区中和存储电荷的过程，三极管以更快的速度从饱和转换到截止状态，即减少了存储时间ts，缩短了三极管向截止转换的时间。

三极管加速导通过程：接下来当输入信号电压从0V跳变到高电平时，由于加速电容两端的电压不能突变，加到三极管基极的电压为一个尖顶脉冲，其电压幅值最大。 这一尖顶脉冲加到基极，使基极电流迅速从0增大，这样三极管迅速从截止状态进入饱和状态，加速了三极管的饱和导通，即缩短了三极管饱和导通时间tl(三极管从截止进入饱和所需要的时间)。

三极管维持导通过程：之后，对C1的充电很快结束，这时输入信号电压通过电阻R1和R分压加到基极，维持VT1的饱和导通状态。

C1电容多大合适?

使用小加速电容的三极管驱动

加速电容很小时其存储的电荷小，不能完全中和掉基区的存储电荷，剩余的电荷通过电阻缓慢释放，仍存在ts，所以输入输出之间仍然存在延迟。

使用合适加速电容的三极管驱动

加速电容取值适中，输出正常。

使用过大加速电容的三极管驱动

加速电容如果很大存储时间基本消除了，但是输出波形存在严重的下冲。

这是由于三极管的集电极和基极之间存在一个寄生电容Cbc，

三极管内部电容影响

不同的三极管Cbc大小存在差异，输入高电平时加速电容充电，最终在C1两端产生(Vin-0.7)V的电压差，当从高电平降到低电平的瞬间，由于C1两端电压不能突变在基极产生一个放电电压，同时Cbc电容两端电压也不能突变，基极的放电电压会通过Cbc影响集电极的输出电压。

以下表示基极波形与输出波形的关系

不同加速电容基极与输出波形的关系

加速电容适中，在基极产生的放电电压幅值变小，对集电极的影响也变小，输出电压基本无过冲。 如图(a)。

加速电容变大后，存储电荷增多了，在基极产生的放电电压幅值变大，通过Cbc影响集电极输出电压，输出电压出现明显过冲。 如图(b)。

根据上述分析，在晶体管驱动电路中，加速电容如果选择过小仍然会有延迟时间，如果过大则会造成输出波形出现过冲，所以电容值应该通过实测具体电路的输出波形来选择。

应用：

加速电容主要应用于输入输出之间高速响应的电路中如数字量输出电路(继电器输出、可控硅输出和三极管输出等)、示波器探头、直流电机控制电路。