使用Mos晶體管的自舉掃描電路原理

Word使用Mos晶體管的自舉掃描電路原理自舉掃描電路

任何與（電子）產(chǎn)品打交道的人都會(huì)遇到波形發(fā)生器電路，如矩形波形發(fā)生器、方波發(fā)生器、脈沖波發(fā)生器等。同樣，自舉掃描電路是一種鋸齒波發(fā)生器。通常，BootstrapSweep電路也稱(chēng)為Bootstrap（Ti）meBasedgenerator

或BootstrapSweepGenerator

。

在定義中，如果該電路在輸出端產(chǎn)生相對(duì)于時(shí)間線性變化的電壓或（電流），則該電路稱(chēng)為“基于時(shí)間的發(fā)生器”。

由于BootstrapSweepCircuit提供的電壓輸出也隨時(shí)間呈線性變化，因此該電路也稱(chēng)為

BootstrapTime-Basedgenerator

。

更簡(jiǎn)單地說(shuō)，

“

自舉掃描電路

”

基本上是一個(gè)函數(shù)發(fā)生器，可生成高頻

鋸齒波。

我們之前使用555（定時(shí)器）IC和（運(yùn)算放大器）構(gòu)建了一個(gè)鋸齒波發(fā)生器電路?，F(xiàn)在在這里我們解釋一下自舉掃描電路理論。

自舉掃描發(fā)生器的應(yīng)用

基本上有兩種類(lèi)型的基于時(shí)間的生成器，即

電流時(shí)基發(fā)生器：

如果電路在輸出端產(chǎn)生隨時(shí)間線性變化的電流（信號(hào)），則該電路稱(chēng)為電流時(shí)基發(fā)生器。我們?cè)凇半姶牌D(zhuǎn)”領(lǐng)域找到了這類(lèi)電路的應(yīng)用，因?yàn)榫€圈和（電感器）的電磁場(chǎng)與變化的電流直接相關(guān)。

電壓時(shí)基發(fā)生器

：如果電路在輸出端產(chǎn)生隨時(shí)間線性變化的電壓信號(hào)，則該電路稱(chēng)為電壓時(shí)基發(fā)生器。我們?cè)凇办o電偏轉(zhuǎn)”領(lǐng)域找到了這類(lèi)電路的應(yīng)用，因?yàn)殪o電相互作用與變化的電壓直接相關(guān)。

由于自舉掃描電路也是一種

電壓時(shí)基發(fā)生器，

它將在靜電偏轉(zhuǎn)中得到應(yīng)用，如CRO（陰極射線（示波器））、監(jiān)視器、屏幕、雷達(dá)系統(tǒng)、（ADC）轉(zhuǎn)換器（（模數(shù)轉(zhuǎn)換器））等。

自舉掃描電路的（工作原理）

下圖為自舉掃描電路的電路圖：

該電路有兩個(gè)主要組件，即NPN（晶體管），即Q1和Q2。晶體管Q1在該電路中用作開(kāi)關(guān)，晶體管Q2用作射極跟隨器。此處存在（二極管）D1以防止（電容器）C1以錯(cuò)誤的方式放電。此處存在（電阻器）R1和R2，用于偏置晶體管Q1并使其在默認(rèn)情況下保持導(dǎo)通狀態(tài)。

如上所述，晶體管Q2采用射極跟隨器配置，因此無(wú)論晶體管基極出現(xiàn)什么電壓，其發(fā)射極都會(huì)出現(xiàn)相同的值。因此，輸出“Vo”處的電壓等于晶體管基極的電壓，即（電容）器C2兩端的電壓。此處存在電阻器R4和R3，以保護(hù)晶體管Q1和Q2免受高電流影響。

從一開(kāi)始，晶體管Q1由于偏置而導(dǎo)通，因此，電容器C2將通過(guò)Q1完全放電，從而導(dǎo)致輸出電壓變?yōu)榱?。所以?dāng)Q1未被觸發(fā)時(shí)，輸出電壓Vo為零。

同時(shí)，當(dāng)Q1未被觸發(fā)時(shí)，電容C1將通過(guò)二極管D1完全充電至電壓+Vcc。同時(shí)，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，Q2的基極將被驅(qū)動(dòng)至地，以保持晶體管Q2處于關(guān)斷狀態(tài)。

由于默認(rèn)情況下晶體管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此要將其關(guān)閉，持續(xù)時(shí)間為“Ts”的負(fù)觸發(fā)將提供給晶體管Q1的柵極，如圖所示。一旦晶體管Q1進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)，被充電至電壓+Vcc的電容器C1將嘗試自行放電。

因此，電流“I”流過(guò)電阻器并流向電容器C2，如圖所示。并且由于該電流，電容器C2開(kāi)始充電并且電壓“Vc2”將出現(xiàn)在其兩端。

在自舉電路中，C1的電容比C2大很多，所以電容C1充滿電時(shí)儲(chǔ)存的電荷非常大。現(xiàn)在，即使電容C1自行放電，其兩端的電壓也不會(huì)發(fā)生太大變化。并且由于電容器C1兩端的電壓穩(wěn)定，電流“I”值將通過(guò)電容器C1的放電而穩(wěn)定。

隨著電流“I”在整個(gè)過(guò)程中保持穩(wěn)定，電容器C2接收的電荷率也將始終保持穩(wěn)定。隨著這種電荷的穩(wěn)定積累，電容C2端電壓也將緩慢線性上升。

現(xiàn)在隨著電容C2電壓隨時(shí)間線性上升，輸出電壓也隨時(shí)間線性上升。您可以在圖中看到，在觸發(fā)時(shí)間“Ts”期間，電容器C2兩端的端電壓隨時(shí)間線性上升。

觸發(fā)時(shí)間結(jié)束后，如果去掉對(duì)三極管Q1的負(fù)觸發(fā)，則三極管Q1默認(rèn)進(jìn)入低阻態(tài)，起到短路作用。一旦發(fā)生這種情況，與晶體管Q1并聯(lián)的電容C2將自身完全放電，使其端電壓急劇下降。因此，在恢復(fù)時(shí)間“Tr”期間，電容器C2的端電壓將急劇下降至零，并且可以在圖中看到相同的情況。

一旦這個(gè)充電和放電循環(huán)完成，第二個(gè)循環(huán)將以晶體管Q1的柵極觸發(fā)開(kāi)始。并且由于這種連續(xù)觸發(fā)，在輸出端形成鋸