Transistor växlar. Principen kretsdrift

När man arbetar med komplexa diagram användbar är användningen av olika tekniska tricks som kan uppnå detta mål liten ansträngning. En av dem är att skapa halvledarbrytare. Vilka är de? Varför skulle de skapa? Varför de kallas "elektroniska nycklar"? Vilka är funktionerna i denna process, och vad man ska leta efter?

Vad gjorde transistoromkopplare

De utförs med hjälp av fältet eller bipolära transistorer. Ytterligare uppdelad i första och TIR nycklar som har kontroll p-n-övergången. Bland bipolär inte skilja / mättad. Transistoromkopplare 12 V kommer att uppfylla de grundläggande krav från amatörradio.

statiskt läge

Där analyserar slutna och öppna tillstånd av nyckeln. Det första inloppet är en låg spänningsnivå, som representerar logiska nollsignal. I ett sådant läge, både övergången är i den motsatta riktningen (cutoff erhålles). Och på strömavtagaren kan bara påverka värmen. I det öppna tillståndet till det knappinmatning är en hög spänningsnivå som motsvarar logisk ett-signal. Operation är möjligt i två lägen samtidigt. Sådan operation kan vara i mättnadsområdet eller det linjära området för utgångskarakteristik. Vi ska diskutera dem mer i detalj.

mättnadsnyckel

I sådana fall är de transistorövergångarna förspänd i framriktningen. Därför, om du ändrar basströmmen, värdet av samlare kommer inte att förändras. I kiseltransistorer för förspänning av ca 0,8 V är nödvändigt, medan det för germanium spänningen fluktuerar inom 0,2-0,4 V. En nyckel som en allmän mättnad har nåtts? För att göra detta, basströmmen ökar. Men allt har sina begränsningar, samt en ökning av mättnad. Så när du når en viss strömvärde, upphör den att växa. Men varför tillbringa mättnad av en nyckel? Det finns en särskild takt, vilket återspeglar situationen. Med sina ökande belastning kapacitetsökningar som har transistorströmställare, destabiliserande faktorer börjar påverka en mindre kraft, men det finns en försämring i prestanda. Därför mättnad faktorvärdet väljs från kompromiss överväganden, med fokus på problem som behöver utföras.

Nackdelar omättad nyckel

Och vad skulle hända om det inte uppnåddes optimala värdet? Sedan finns det sådana brister:

1. Spännings falla öppen nyckel förlora upp till ca 0,5 V.
2. Förvärra immunitet. Detta beror på den ökade ingångsimpedans, som observeras i nycklarna när de är öppna. Därför kommer interferens såsom spänningsspikar och leda till en förändring av transistorparametrar.
3. Mättad nyckel har betydande temperaturstabilitet.

Som ni kan se är denna process ändå bättre att genomföra för att så småningom få en perfekt enhet.

hastighet

Denna parameter beror på den maximalt tillåtna frekvensen, kan utföras när omkopplingssignalerna. Detta i sin tur beror på varaktigheten av övergångsprocessen, som bestäms av trögheten hos transistorn, samt påverkan av parasitiska parametrar. Att karakterisera prestandan logikelementet ofta ange den genomsnittliga tid som uppstår när en signal fördröjd med dess sändning i transistoromkopplare. Diagram som visar dess normalt just denna medelvärdesresponsområde och shower.

Interaktion med andra tangenter

För att göra detta, kopplare används. Om således den första omkopplaren utgången är vid en hög spänningsnivå, så finns det vid den andra inloppsöppningen och som körs i ett förutbestämt läge. Och vice versa. En sådan kommunikationskrets väsentligen påverkar de transienta processer som sker under omkoppling, och hastigheten av nycklarna. Här är hur en transistor switch. Det vanligaste är det system där interaktionen sker bara mellan de två transistorer. Men detta betyder inte att det är omöjligt att göra en anordning som kommer att användas tre eller fyra eller ännu fler element. Men i praktiken kan vara svårt att hitta en användning, så arbetet med den här typen av transistoromkopplaren inte används.

Vad ska man välja

Finns det något bättre arbete? Låt oss föreställa oss att vi har en enkel transistor switch, en spänningsmatning som är 0,5 V. Då med ett oscilloskop kan fånga alla ändringar. Om kollektorströmmen hos 0,5 mA vid en hastighet som, spänningen faller till 40 mV (baserat kommer att vara ungefär 0,8 V). Genom de normer av problemet kan vi säga att detta är en ganska betydande avvikelse, vilket innebär begränsningar för användningen av hela serien av systemen, till exempel, switchar, analoga signaler. Därför är de föremål för särskilda fälteffekttransistorer, som har en styrning p-n-övergång. Deras fördelar jämfört med bipolära motsvarigheter är:

1. Den lilla värdet av restspänning på nyckeln i utsändningsstaten.
2. Den höga resistansen och som ett resultat - en liten ström som flyter genom den slutna delen.
3. Den förbrukar lite ström, så behöver inte en betydande källa till styrspänning.
4. Det är möjligt att koppla de elektriska lågnivåsignaler, som utgör enheter av mikrovolt.

byta transistor switch - detta är en idealisk ansökan för fältet. Naturligtvis är detta meddelande placeras enbart till läsarna har en idé om deras användning. Lite kunskap och uppfinningsrikedom - och möjligheten att genomföra, som har transistoromkopplare måste myntades i överflöd.

driftexempel

Låt oss tänka på mer i detalj hur den enkla transistoromkopplaren. Omkoppling från en signalingångs föres och avlägsnas från den andra utgången. Att låsa knappen på styret hos transistorn med hjälp av en spänning som är högre än värdena för emittern och kollektorn till ett värde större än 2-3 V. Det bör dock vara noga med att inte gå längre än det tillåtna området. När omkopplaren är stängd, är motståndet relativt stor - större än 10 ohm. Detta värde erhålls på grund av det faktum att ytterligare påverkar fler och back förspänningsströmmen hos pn-övergången. I samma tillstånd kapacitansen mellan signalomkopplingskretsen och grindelektroden är i området av 3-30 pF. Nu öppnar transistorn switch. Körning och praxis kommer att visa att om grindspänningen närmar sig noll, och starkt beroende av belastningsresistansen och en omkopplad spänningsegenskaper. Detta beror på att hela systemet med interaktioner gate, emitter och kollektor i transistorn. Detta skapar en del problem för användning i helikoptern läge.

Som en lösning på detta problem, har olika system utvecklats som ger en stabiliseringsspänning som uppstår mellan kanalen och grinden. Dessutom, på grund av de fysikaliska egenskaperna hos ens dioden kan användas som sådana. I detta syfte bör det inkluderas i den motsatta riktningen spärrspänning. Om du kommer att skapa den nödvändiga situation stängs dioden och p-n-övergången öppnas. Att ändras när den omkopplade spänningen förblev öppna och kanalresistansen ändras inte, är det möjligt att inkludera högohmigt motstånd mellan källan och inmatningstangenten. Och närvaron av kondensator kapacitanser påskynda återuppladdningsprocessen avsevärt.

Beräkning av transistoromkopplaren

För att nämna ett exempel på beräkning av förståelse, kan du ersätta dina uppgifter:

1) kollektor-emitter-spänningen - 45 V. Den totala effektförlusten - 500 mw. Kollektor-emitter-spänning - 0,2 V. Gränsfrekvensen av operation - 100 MHz. Bas-emitter-spänning - 0,9 V. Kollektorströmmen - 100 mA. Statistisk strömöverföringsförhållande - 200.

2) Motståndet för nuvarande 60 mA 5-1,35-0,2 = 3,45.

3) kollektor resistansvärdet: 3,45 \ 0,06 ohm = 57,5.

4) För enkelhetens skull tar vi det nominella värdet på 62 ohm: 3,45 \ 62 = 0,0556 mA.

5) Vi antar basströmmen: 56 \ 200 = 0,28 mA (0,00028 A).

6) Hur mycket kommer motståndet bas: 5-0,9 = 4,1V.

7) Bestäm resistansen hos basmotståndet: 4,1 \ = 0,00028 ohm 14,642,9.

slutsats

Och slutligen, om namnet "elektroniska nycklar". Det faktum att staten förändras av den nuvarande. Och vad är det? Just det, en uppsättning av elektroniska laddningar. Från detta och det finns en andra namn. Men i allmänhet, och alla. Som ni kan se, är principen om drift och enhetskretsen transistorbrytare inte något komplicerat, så att förstå detta - det är möjligt. Det bör noteras att även författaren till denna artikel för att uppdatera sitt minne tog lite uppslagsverk han lånat. Därför, om du har frågor till terminologin föreslår jag att påminna om förekomsten av tekniska ordböcker och söka ny information om transistorn växlar där.