Evitar la saturación de BJT de lado alto

Los diodos antisaturación se conectan en paralelo al diodo CB del transistor que se debe evitar la saturación. Está haciendo esto correctamente en el npn (ánodo en la base y cátodo en el colector), y debe hacerse exactamente de la misma manera en el pnp, solo que el diodo está al revés en este transistor: cátodo en la base, ánodo en coleccionista.

No estoy muy seguro de cómo eligió sus resistencias base. Supongo que tiene un voltaje de suministro de 5 V y una señal de control de base rectangular (0 V, 5 V). Le sugiero que use valores idénticos para ambas resistencias base. con 5k$\Omega$, es probable que el alto valor de la resistencia base haga más daño que un diodo anti-sat. Algo en el rango de 200...500 $\Omega$pues cada resistencia me parece mejor.

Si desea aumentar aún más la velocidad, puede intentar poner en paralelo las resistencias base con condensadores pequeños (aprox. 22 pF). El truco para encontrar el valor correcto para el capacitor sería hacerlo algo igual a la capacitancia efectiva en la base, formando así un divisor de voltaje 1:1 para la parte de alta frecuencia del borde de voltaje ascendente o descendente.

Editar #1:

Aquí está el esquema que usé para verificar con LT Spice. La señal de entrada (rectangular, 0 V y 5 V) se alimenta a tres inversores BJT similares, cada uno de los cuales utiliza un par complementario BC847 y BC857. El de la izquierda no tiene trucos especiales para acelerarlo, el del medio usa diodos Schottky para la antisaturación y el de la derecha también cuenta con un bypass de alta velocidad a lo largo de cada resistencia base (22 pF). La salida de cada etapa tiene una carga idéntica de 20 pF, que es un valor típico para alguna traza de capacitancia y una entrada posterior.

Las trazas muestran la señal de entrada (amarillo), la respuesta lenta del circuito de la izquierda (azul), la respuesta con diodos antisaturación (rojo) y la respuesta del circuito que también usa capacitores (verde).

Puede ver claramente cómo el retraso de propagación es cada vez menor. Los cursores se establecen al 50 % de la señal de entrada y al 50 % de la salida del circuito más rápido e indican una diferencia muy pequeña de solo 3 ns. Si encuentro el tiempo, también podría piratear el circuito y agregar imágenes de alcance real. Definitivamente será necesario un diseño cuidadoso para lograr tiempos de retardo inferiores a 10 ns en la realidad.

Editar #2:

La placa funciona bien y muestra un retraso de <10 ns en mi osciloscopio de 150 MHz. Las imágenes seguirán más adelante esta semana. Tuve que usar mis buenas sondas, porque las baratas no mostraban mucho más que zumbidos...

Editar #3:

Ok, aquí está la placa de pruebas:

Una onda cuadrada de 1 MHz con 5 V (pkpk) ingresa a la placa desde la izquierda a través del conector BNC y termina en 50 $\Omega$(dos en paralelo 100 $\Omega$resistencias, la superior oculta por sonda). Las resistencias base son 470 $\Omega$, los condensadores son de 30 pF, los diodos Schottky son BAT85, los transistores son BC548/BC558. El suministro se deriva con 100 nF (cerámica) y un pequeño condensador electrolítico (10 $\mu$F).

La primera captura de pantalla muestra las formas de onda de entrada y salida a 100 ns/div y con 2 V/div para ambas trazas. (El alcance es un Tektronix 454A.)

La segunda y tercera captura de pantalla muestran las transiciones de bajo a alto y de alto a bajo en la entrada con 2 ns/div (base de tiempo de 20 ns con ampliación horizontal adicional de 10x). Las trazas ahora están centradas verticalmente en la pantalla para una visualización más fácil del retardo de propagación con 1 V/div. La simetría es muy buena y muestra una diferencia de < 4 ns entre entrada y salida.

Yo diría que en realidad podemos confiar en los resultados simulados.

Es muy probable que los tiempos de subida y bajada sean más rápidos en realidad y solo estén limitados por el tiempo de subida del osciloscopio, pero no puedo pensar en ninguna razón por la que la demora entre las dos señales no deba mostrarse correctamente.

Hay una cosa a la que hay que prestar atención: con cada transición de bajo a alto y de alto a bajo, los dos transistores tienden a tener una conducta cruzada muy breve. A frecuencias más altas de la señal de entrada (aprox. > 2 MHz), el circuito inversor comienza a tomar mucha corriente y hace cosas extrañas...

No obtendrá un rendimiento de 10-20 ns de partes discretas como esa. Como dijo Zebonaut, el diodo Schottky está en el lugar equivocado para Q9. Estos siempre van entre el colector y la base.

No hay forma de que esto funcione a la velocidad que desea con 5KOhms en la ruta de la señal. Considere que la constante de tiempo de 5KOhms y 10pF es 50ns. En la práctica, también habrá algunas inductancias en serie y otras cosas para ralentizar las señales. Tendrá que usar resistencias mucho más bajas para acercarse a una velocidad de conmutación de 10 ns. ¿Cuál es la capacitancia de los diodos Schottky? Tenga en cuenta que esto se multiplica en la base. La capacitancia efectiva que debe manejar la resistencia es probablemente significativamente mayor que 10pF.

A menos que tenga experiencia en el diseño de circuitos de RF, incluido el diseño, ese tipo de velocidades son el dominio de los chips integrados.