トランジスタの容量性負荷を有するエミッタ・ホロ
ワのパルス応答について : 過剰なターン・オン遅
れ現象についての解析
著者
川原 浩一郎
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
5
ページ
65-68
別言語のタイトル
ON THE PULSE RESPONSE OF A CAPACITIVELY LOADED
TRANSISTOR EMITTER FOLLOWER : ANALYSIS ON THE
EXPRESS DELEY PHENOMENA
トランジスタの容量性負荷を有するエミッタ・ホロ
ワのパルス応答について : 過剰なターン・オン遅
れ現象についての解析
著者
川原 浩一郎
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
5
ページ
65-68
別言語のタイトル
ON THE PULSE RESPONSE OF A CAPACITIVELY LOADED
TRANSISTOR EMITTER FOLLOWER : ANALYSIS ON THE
EXPRESS DELEY PHENOMENA
トランジスタの容量性負荷を有するエミッタ°
ホロワのパルス応答について
− 過 剰 な タ ー ン 。 オ ン 遅 れ 現 象 に つ い て の 解 析 一
川 原 浩 一 郎
（受理昭和40年５月３１日） ＯＮＴ副ＥＰＵ１ＬＳＥＲＥＳＰＯＮＳＥＯＦＡＣＡＰＡＣＩｎＶＥＬＹＬＯＡＤＥＤ ＴＲＡＮＳＩＳｒＯＲＥｎｍ[ｒＴＥＲＦＯＬＬＯＷＥＲ −ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅＥｘcessDeleyPhenomena-Ｋ６ｉｃｈｉｒ６ＫＡＷＡＨＡＲＡ Whenatransistoristriggaredfromreverselybiasedvoltage，theexcesstumondeleypheno-menaoccursbeforetheordinaryresponsebytheiniluenceofabasetoemitterjunctioncapacitance，A
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１ ． ま え が き ターン・オンの過渡応答出力は入力パルスが零バイ アスより駆動された時と，或る逆バイアス点より駆動 された時とで，立上りの初期に於てその波形を異に する， 即ち後者の場合はベース・エミッタ間接合容量の逆 バイアスによる充電電荷が電源抵抗及び負荷を通じて 放電を終る迄，トランジスタは能動状態に達し得ず， 遮断状態が続き，出力にはコレクタ電流と同方向の放 電電流により過剰な遅れ応答が発生し，パルス応答の 高速度化に悪影響を及ぼす． この現象を抑えるには電源抵抗Ｒｇに並列に小さな 容量を挿入しパルス応答の改善と共に，で、の軽減に 役立たせる事が有効と考えられる． そこで今回は，この非直線接合容量Ｃｊｃが逆バイ アスより駆動されたパルス応答に及ぼす影智を考察並 びに実験を行なったのでその結果を報告する． ２．遮断時の等価回路 遮断時と能動時を連続して接続する等価回路を考え るには，当然電圧電流に対して非直線的な変化を右す る各種パラメータを考慮せねばならず，現在ではまだ 見当らない．そこで第１図に示す高周波等価回路にお いて，スイッチ，‘S,により両状態を切り換えて，遮“〆−１↑
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Ｔ 班 第 １ 図 し ゃ 断 時 を 含 む 等 価 回 路 ｝･肋′：ベースひろがり抵抗 Ｒ ｇ ： 電 流 抵 抗 Ｉ.Ｅ：エミッタ順方向接合抵抗 Ｃ６'‘：コレクタ接合容迅 Ｃｊｃ：エミック接合容迅 Ｃ』'‘：エミッタ拡散容迅 ｚｂ：負荷インピーダンス（負荷抵抗ＲＬと 附加容迅ｃｂの並列回路） ノ ･ ａ ： コ レ ク タ 抵 抗 β：エミッタ接地電流増巾定数 断状態には独立した等価回路を与えている． Ｓが接点２の時は遮断状態で，この時ベース電流九 は零で，電流源”は勿論存在しない． ３．過剰なターン・オン遅れの回路解析 今解析しようとしている過剰なターン・オン波形は〔海ヲ 鹿 児 児 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 ５ 号
割戸.こ
第２図（a）のごとき遮断時の等価回路において，＋ 脇なる逆バイアス状態(供試トランジスタはＰＮＰ形） の電圧から，一脇なる順方向バイアス電圧迄，階段 状に駆動された場合,第２図（b）に示すごとき出力応 答"L2が立上る前に，同方向に現われる小さなピーク を持つ過渡波形ＵＬ１である． 面を有する合金形トランジスタの場合） Ｃｂ‘＝Ｋ(随一"C)−１/２，Ｋは定数･….．(1) 但し，（１）式は〃c＜腕の範囲で成立するもので ある． この時のＣｊｅの電荷９６‘は ９ｊ‘＝2K(脆一〃c)1/２………(2) である．そこで第１図（a）において次式が成立する．ユ４畔州上
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但し，ｒ＝０において，969＝2Ｋ脇'/２． （３）式のごとき連立微分方程式を96‘についてまとめ ると次のごとき２階の非線形微分方程式が得られる．禁
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そこで＋随がかかっている時のC6cの値をＣ'6ｃと し，〃ｃの変化に対して一定とすれば，(4)式は次のご とき２階の線形微分方程式となる．禁十号等十÷伽‘=号………⑤
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以下(4)，（５）式をもとにして実験を行なう． （ ａ ） 等 価 回 路 （ ｂ ） 応 答 略 図 第 ２ 図 し や 断 時 の 応 答 この波形〃L，の定性的な一面として，がL,の持続中 はトランジスタは遮断され，コレクタ電流は流れてい ない．従ってこの波形はCbeの電荷の放電電流により 生じたもので，その持続時間でＤは逆バイアス電圧， 及び電源抵抗Ｒｇにほぼ比例して長くなる． そこでＱｅの値が第３図に示すごとく，その両端に かかる電圧に対して変化する非直線性の容量として， 遮断時の等価回路に入れて，逆バイアスの初期の電圧 死によるＣ６ｅの充電電荷が如何に放電するかについ て調べてみる． 今 一 蘭 を ス イ ッ チ ・ オ ン す る 前 に ＋ 賎 が ｑ ｃ の 両端に存在し，一随でトリが−され，流れ込む電流 i‘によるＣｂ‘の電圧降下を〃ｃとすれば，Ｃｂ‘には陥 一zﾉｃなる電圧がかかっていることになる.そこでその 時のｃ彫の値は次式で示される．（但し，階段状接合 第 ３ 図 逆 （ . 〈 ア ス に よ る 接 合 容 量 の 変 化 』 領 防 占 ７ ８ ” 。 （” 6６ へ ４．実験結果並びに検討 第４図に（３）式について近似応答波形を逐次接続 させて応答を求めた結果を示す．トランジスタは2SＡ 5０（ゲルマニウム合金形）について，５Ｖの逆バイア スを10等分して各逆バイアス点におけるＣ'6‘の値を その電圧区分区間だけは一定値と仮定して（５）式に よる応答を求め，前記区分区間を順次つぎ合せて各応 答の上部に示されている応答曲線（濃い線の部分）を 得る． 入力が−６Ｖの時トランジスタが能動状態に入るの は１Ｖの線との交点で示され（同図Ａ)，第５図の死 ＝5ｖの線上のてりに一致し，積分容量(')で計算した 値及び実測値にほぼ一致する． （３）式は直接解くことが非常に困難で，又アナログ 如銚汚”９Ｆ７３Ｆ携
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' 川 原 : ﾄ ﾗ ﾝ ジ ｽ ﾀ の 容 迅 性 負 荷 を 有 す る ｴ ﾐ ｯ ﾀ ･ ﾎ ﾛ ﾜ の パ ル ス 応 答 に つ い て ｡ ､ ﾐ §、 了 Ｉ Ｓ Ｉ
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第４図C6cの近似放電曲線（２ＳＡ５０） るてＤとよく一致するが，出力一定では逆バイアスが 変化すと全トリが一振巾は閃十蝿で変るので，両者 は 逆 バ イ ア ス は 等 し く て も 出 力 の レ ベ ル の 迷 い よ り でＤには相当の差異が現われてくると考えられる． ヱ ロ 蕪 '贈源松抗辱〔KQ） 潔亙 /２ /’ 5 ． あ と が き ３ 割ご心 ターン・オン遅れの応答波形がエミッタ・ホロワで は出力と同方向に立上りの初期において発生し，その 持続時間は従来の稚分容量を用いる方法，又非直線容〃
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添罰到憩Ｒｂ§令息湾 計算機で応答を求めてみたが，実験結果とうまく合致 せず，結局この近似法によりcjeの放電曲線を画くこ とを試みたわけである． 前記の近歓似法は実際の過剰デレイ応答を求めるのに は充分であるが，計算が繁雑で，てりの算出(2)には 従来解析されてい積分容量で充分である事が確められ た． 又，第５図∼第８図には２ＳＡ５０，２ＳＡ７８について， 出力一定と入力一定と夫々２種のＴＤが測定されているが，入力一定は積分容量２Ｃｌ:)で計算されてい
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