Главная > Промышленная электроника
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

3.2. КЛЮЧЕВОЙ РЕЖИМ ТРАНЗИСТОРА

Отличительной особенностью импульсных схем является широкое применение электронных ключей. Через идеальный разомкнутый ключ ток не протекает. Напряжение на идеальном замкнутом ключе равно нулю.

Наиболее широкое применение в качестве электронных ключевых элементов находят транзисторные каскады, в первую очередь каскад с общим эмиттером (ОЭ). Рассмотрим работу такого каскада (рис. 3.4, а) в ключевом режиме. При рассмотрении воспользуемся графическим методом расчета транзисторных цепей (см. § 2.2).

На рис. 3.4, б приведена выходная характеристика транзистора, на которой нанесена нагрузочная линия, пересекающая оси координат в точках .

В ключевом режиме транзистор может находиться в двух основных состояниях:

1. Состояние (режим) отсечки («ключ разомкнут»). При этом через транзистор протекает минимальный ток.

Рис. 3.4. Транзисторный ключ: а — простейшая схема; б — траектория рабочей точки

Рис. 3.5. Схемы замещения транзистора в режимах отсечки (а) и насыщения (б)

Это состояние соответствует точке А на диаграмме рис. напряжение на транзисторе .

Транзистор в режиме отсечки может быть представлен схемой замещения рис. 3.5, а, содержащей только один источник тока , включенный между базой и коллектором.

Для того чтобы транзисторный ключ находился в разомкнутом состоянии, необходимо выполнить условие отсечки: сместить в обратном направлении эмиттерный переход транзистора или для n-p-n транзистора выполнить условие

Мощность, теряемая в режиме отсечки на транзисторном ключе, мала, так как мал ток.

2. Состояние (режим) насыщения («ключ замкнут»). Минимальное напряжение на транзисторе соответствует точке В на диаграмме рис, 3.4,б.

Ток через транзистор ограничен резистором и определяется

Физические процессы в транзисторе при малых рассмотрены в § 1.5. В режиме насыщения оба перехода тран. зистора смещены в прямом направлении, поэтому напряжения между электродами транзистора малы. Транзистор в режиме насыщения представлен схемой замещения рис. 3.5, б, которая соответствует короткому замыканию между всеми электродами транзистора (говорят, что «транзистор стянут в точку»).

Режим насыщения достигается уже при . Дальнейшее увеличение тока базы не изменяет тока в коллекторной цепи. Таким образом, условие насыщения транзистора записывается в виде

где .

Для надежного насыщения транзистора необходимо, чтобы условие (3.3) выполнялось при .

Величина называется коэффициентом насыщения транзистора.

Как и в режиме отсечки, в режиме насыщения мощность, теряемая на транзисторном ключе, мала, так как мало напряжение. Напряжение приводится в справочниках, для создания электронных ключей следует выбирать транзисторы с малым

При работе транзисторного ключа переключение из открытого состояния в разомкнутое и обратно происходит скачком, потери мощности при этом, как правило, незначительны. Таким образом, работа транзистора в ключевом режиме характеризуется малыми потерями мощности и высоким КПД, что является важным преимуществом по сравнению с полупроводниковыми устройствами, рассмотренными в гл. 2.

Часто применяется схема транзисторного ключа, показанная на рис. 3.6, а. При подаче положительного напряжения . транзистор входит в режим насыщения. При отсутствии входного напряжения источник напряжения , связанный с базой транзистора через резистор обеспечивает режим отсечки.

Рассмотрим пример расчета ключа рис. 3.6, а.

Дано: Транзистор с параметрами . В качестве нагрузки используется резистор . Транзистор должен быть насыщен при . При транзистор в режиме отсечки.

Рис. 3.6. Транзисторный ключ с двухполярным питанием (а) и его схемы замещения в режимах отсечки (б) и насыщения (в)

Найти .

1. Начнем расчет с режима отсечки. Транзистор заменим схемой рис. 3.5, а. Тогда базовая цепь ключа может быть заменена схемой на рис. 3.6, б. Напряжение создается двумя источниками: источником напряжения и источником тока методом суперпозиции и найдем

Условие отсечки (3 1) можно записать в виде

Наихудшим с точки зрения запирания транзистора является случай, когда . Найдем

Примем с запасом для более надежного запирания кОм.

2. Перейдем к режиму насыщения. Транзистор заменим схемой замещения рис. 3.5, б, тогда базовая цепь схемы ключа сводится к схеме рис. 3.6, е. Ток базы создают источники напряжения . Снова воспользуемся методом суперпозиции

Условие насыщения (3.3) выполняется при

Наихудшим случаем для обеспечения насыщения является . Определяем

Примем .

Рассчитывая транзисторный ключ, мы встречаемся с характерной особенностью импульсных схем: несмотря на нестабильность входного сигнала (заданы зоны, в которых осуществляются режимы насыщения и отсечки при любых параметрах схемы), осуществляется надежное функционирование ключа. Схема обладает повышенной устойчивостью к воздействию помех на входе.

Широкое применение находят ключи на полевых транзисторах.

Рис. 3.7. Ключ на МДП-транзисторе: а — простейшая схема; б — траектория рабочей точки

На рис. 3.7 приведена схема на МДП-транзисторе с встроенным каналом -типа и линия нагрузки, построенная на выходных (стоковых) характеристиках полевого транзистора аналогично построениям на рис. Ключи на полевых транзисторах других типов строятся аналогично В открытом состоянии ключа напряжение на транзисторе мало , а ток ,

Этот же ток можно записать в виде

где - крутизна и напряжение отсечки полевого транзистора (см. § 1.6). Открытое состояние ключа поддерживается при выполнении условия

Для запертого состояния ключа, при котором необходимо подать на затвор транзистора напряжение .

1
Оглавление
email@scask.ru