Ključi tranzistorjev. Shema, delovno načelo

Pri delu s kompleksnimi sistemi je koristno uporabiti različne tehnične trike, ki omogočajo doseganje zastavljenega cilja z majhnimi napori. Eden od njih je oblikovanje tranzistorskih stikal. Kaj so oni? Zakaj bi jih morali ustvariti? Zakaj se imenujejo tudi "elektronski ključi"? Katere so značilnosti tega procesa in na kaj je treba posvetiti pozornost?

Na kaj so izdelani tranzistorski ključi?

Izvajajo se z uporabo polja ali bipolarni tranzistorji. Prvi so razdeljeni na MDP-je in ključe, ki imajo pn nadzorni prehod. Med bipolarnimi, nenasičenimi razlikujejo. Tranzistorski ključ 12 voltov lahko zadovolji osnovne zahteve radijskega amaterja.

Statični način delovanja

Analizira zaprto in odprto stanje ključa. V prvem je na vhodu nizka napetost, ki označuje logični ničelni signal. V tem načinu sta oba prehodja v nasprotni smeri (izrez je dosežen). Na tok kolektorja lahko vpliva samo toplotni tok. V odprtem stanju visoka napetost ustreza signalu logične enote na vhodu ključa. Možno je delo v dveh načinih hkrati. Takšna funkcija je lahko v območju zasičenosti ali v linearni regiji izhodne značilnosti. Podrobneje jih bomo podrobneje obdržali.

Zasičenost ključa

V takih primerih so prehodi tranzistorjev v smeri naprej usmerjeni. Zato, če se osnovni tok spremeni, se vrednost na zbiralniku ne spremeni. Pri silicijevih tranzistorjev za prosti tek okoli 0,8 V je potrebno, za germanija napetost niha znotraj 0,2-0,4 V. ključno ko se doseže splošni nasičenost? Za to se osnovni tok poveča. Vse pa ima svoje meje, pa tudi povečanje nasičenosti. Torej, ko je dosežena določena trenutna vrednost, se preneha povečevati. Zakaj nasititi ključ? Obstaja poseben koeficient, ki odraža stanje stvari. S svojimi večje povečanje zmogljivosti obremenitev, ki imajo tranzistor stikala, faktorji nestabilnosti začeli vplivati ​​na manjšo silo, vendar je zmanjšanje učinkovitosti. Zato je vrednost koeficienta nasičenja izbrana iz kompromisnih razlogov, ki jih vodi naloga, ki jo bo treba opraviti.

Slabosti nenasičenega ključa

In kaj se bo zgodilo, če optimalna vrednost ni dosežena? Potem bodo prišle naslednje pomanjkljivosti:

1. Napetost javnega ključa se zmanjša na približno 0,5 V.
2. Odpornost hrupa se bo poslabšala. To je posledica povečane vhodne impedance, ki jo opazujemo v ključih, ko so odprti. Zato bodo motnje, kot so napetosti, povzročile tudi spremembo parametrov tranzistorjev.
3. Nasičeni ključ ima občutno temperaturno stabilnost.

Kot lahko vidite, je ta postopek še vedno boljši, da na koncu izvedemo bolj popolno napravo.

Hitrost

Ta parameter je odvisen od največje dovoljene frekvence, ko se lahko izvede preklop signala. To pa je odvisno od trajanja prehodnega procesa, ki ga določi inercija tranzistorja, pa tudi vpliv parazitskih parametrov. Za merjenje učinkovitosti logičnega elementa je pogosto označen povprečni čas, ki se zgodi, ko je signal odložen, ko se prenaša na tranzistorski ključ. Krog, ki ga prikazuje, ponavadi samo tako povprečno odzivno območje in kaže.

Interakcija z drugimi ključi

Za to so uporabljeni komunikacijski elementi. Torej, če ima prvi ključ na izhodu visok nivo napetosti, se odpiranje drugega odpira in deluje v prednastavljenem načinu. In obratno. Takšna komunikacijska veriga bistveno vpliva na prehodna stanja, ki se pojavijo med preklopom in hitrostjo tipk. Tukaj deluje tranzistorsko stikalo. Najpogostejši so tokokrogi, v katerih interakcija poteka samo med dvema tranzistorjema. Vendar to ne pomeni, da je ne more biti naprava, v kateri bodo uporabljeni trije, štirje ali celo več elementi. Toda v praksi je tako težko najti takšno aplikacijo, zato se delovanje tipov tranzistorja te vrste ne uporablja.

Kaj izbrati

S čim je bolje delati? Predstavljajte si, da imamo preprosto tranzistorsko stikalo s napajalno napetostjo 0,5 V. Nato s pomočjo osciloskopa lahko posnamete vse spremembe. Če je kolektorski tok nastavljen na 0,5mA, se napetost spusti za 40mV (osnova bo približno 0,8V). Z ukrepi problema lahko rečemo, da je to precejšnje odstopanje, ki omejuje uporabo v celotnem nizu vezja, na primer v komutatorjih analogni signali. Zato uporabljajo posebne tranzistorji na terenu, kjer je krmilni pn priključek. Njihove prednosti pred bipolarni bratranci so:

1. Neznatna vrednost preostale napetosti na ključu v stanju napeljave.
2. Visoka odpornost in posledično nizek tok, ki teče skozi zaprti element.
3. Nizka poraba je porabljena, zato ni potreben pomemben vir krmilne napetosti.
4. Preklopite lahko nizke nivoje električnih signalov, ki so nekaj mikrovoltov.

Tranzistorski stik releja je idealna aplikacija za polje. Seveda je to sporočilo objavljeno tukaj samo za bralce, ki imajo idejo o njihovi uporabi. Malo znanja in duha - in možnosti realizacij, v katerih so tranzistorski ključi, bodo izumili veliko.

Primer dela

Poglejmo si, kako deluje preprost tranzistorski ključ. Preklopljeni signal se prenaša iz enega vhoda in se odstrani z drugega izhoda. Za zaklep ključa so v vratih tranzistorja napajalna napetost, ki presega vrednosti vira in odtokov za vrednost večjo od 2-3 V. Vendar je treba paziti, da ne presežejo dovoljenega območja. Ko je ključ zaprt, je njegov odpor relativno velik - presega 10 ohmov. Ta vrednost je dosežena zaradi dejstva, da je povratni tok p-n križišča dodatno vplival. V istem stanju se kapacitivnost med vezjem preklopnega signala in kontrolne elektrode giblje od 3 do 30 pF. In sedaj odprite tranzistorski ključ. Vezje in praksa bosta pokazala, da je napetost regulacijske elektrode blizu ničle in je močno odvisna od odpornosti na obremenitev in prekinjene karakteristike napetosti. To je posledica celotnega sistema vrat, odtokov in izvornih interakcij tranzistorja. To povzroča določene težave pri delovanju prekinjevalca.

Kot rešitev tega problema so razvili različne sheme, ki zagotavljajo stabilizacijo napetosti, ki teče med kanalom in vrata. In zahvaljujoč fizičnim lastnostim, se lahko v tej kapaciteti uporablja tudi dioda. Za to je treba vključiti v direktni smeri zapiralne napetosti. Če se ustvari potrebni položaj, se bo dioda zaprla in odprlo se bo pn-križišče. Če želite spremeniti, ko se vklopi napetost ostala odprta, in upor kanal se ni spremenila, je mogoče, da so visoke odpornosti upor med virom in tipko za vnos. In prisotnost kondenzatorja bo močno pospešila proces ponovnega polnjenja rezervoarjev.

Izračun tranzistorskega ključa

Za razumevanje podajam primer izračuna, lahko nadomestite svoje podatke:

1) Collector-emitter - 45 V. Skupna izguba moči - 500 mW. Kolektor-oddajnik je 0,2 V. Mejna frekvenca delovanja je 100 MHz. Osnova - 0,9 V. Tok kolektorja - 100 mA. Statistični koeficient trenutnega prenosa je 200.

2) Upor za tok 60 mA: 5-1,35-0,2 = 3,45.

3) Ocena upornosti kolektorja: 3,45 0.06 = 57,5 ​​Ohm.

4) Za udobje vzemite nominalno vrednost 62 ohmov: 3.45 62 = 0.0556 mA.

5) Upoštevajte osnovni tok: 56 200 = 0,28 mA (0,00028 A).

6) Koliko bo na uporu baze: 5 - 0,9 = 4,1V.

7) Določite Odpornost uporov osnova: 4,1 0,00028 = 14,642,9 Ohm.

Zaključek

In končno o imenu "elektronski ključi". Dejstvo je, da se država spreminja pod vplivom toka. In kaj predstavlja? Res je, zbiranje elektronskih stroškov. To je drugo ime. To je vse v vsem. Kot lahko vidite, načelo delovanja in shema naprave tranzistorskih ključev ni nekaj zapletenega, da bi razumeli to - to je izvedljivo. Treba je opozoriti, da je tudi avtor tega članka potreboval malo referenc za osvežitev svojega spomina. Zato, ko se pojavijo vprašanja v zvezi s terminologijo, predlagam, da se spomnite na razpoložljivost tehničnih slovarjev in izvedete iskanje novih informacij o tranzistorskih ključih tam.