Главная  Линейные элементы 

[0] [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]

ся, так как обычно роль источника играет другой ключ), то появится ток разряда конденсатора С, сокращающий время выключения.

Заметим, что с увеличением емкости С сокращается длительность фронта включения (так как увеличивается постоянная времени заряда конденсатора, уменьшается скорость спада тока -базы открывающегося транзистора и накопление заряда Qrp в базе происходит за меньший интервал времени). Однако при чрезмерно большом значении емкости С ток базы транзистора может к моменту поступления запирающего перепада оказаться существенно большим установившегося уровня /б. При этом возрастут время рассасывания tp и длительность фронта выключения t. Очевидно, что во избежание этого следует выбрать постоянную времени заряда конденсатора С, не превышающую и/3.

Таким образом, включение емкости С приводит к ускорению процессов переключения, и поэтому ее обычно называют ускоряющей.

Выше было отмечено, что длительность выключения транзи-стора можно сократить за счет устранения его насыщения. Для этого ключ нужно рассчитать так, чтобы рабочая точка располагалась вблизи границы активной области и области насыщения. Однако практическая реализация подобного режима нецелесообразна (и вряд ли - возможна) из-за значительного разброса параметров р, /ко и их зависимости от температуры. Поэтому устранение насыщения осуществляется соответствующей стхемотех-никой; варианты ненасыщенных ключей рассматриваются в разд. 2.5.

2.3.3. ТРАНЗИСТОРНЫЕ КЛЮЧИ С ОБЩЕЙ БАЗОЙ

Основные особенности ключа ОБ (рис. 2.26) заключаются в следующем. Управляющим током является ток эмиттера 4. Для насыщения транзистора необходимо, чтобы aig превышал коллекторный ток Ik. aig > Ik. Удовлетворить этому условию не всегда возможно, в частности, это невозможно при управлении ключом ОБ при помощи выходного тока аналогичного ключа.

В режиме отсечки входной ток равен /до, и так как в несиммет- Рис. 2.28

ричных транзисторах /до -С Аю

[см. ф-лу (2.43)], режим ключей ОБ меньше зависит от температуры, чем ключей ОЭ.

Переходные процессы в ключе ОБ имеют такой же характер, что и в ключе ОЭ; следует только иметь в виду, что в активной области работы транзистора, когда формируются и передний, и




задний фронты, связь между коллекторным током и входным эмиттерным током определяется переходной характеристикой Ai(t) =

= аД/э(1 -е где Д1э -величина скачка тока эмиттера,.

Другими словами, фронты в ключе ОБ формируются с постоян ной времени т„, а не тр = (Р + 1)та, как в ключе ОЭ. Однако это не означает, что длительность фронтов здесь меньше, чем в ключе ОЭ; дело в том, что эти длительности зависят не только от постоянных времени, но и от асимптотических уровней, к которым стремится коллекторный ток. Если, например, в схеме ОЭ входной ток /б порядка тока насыщения /„п, то длительность фронта - порядка Та; если же в схеме ОБ входной ток /д порядка /„н, то транзистор не насыщается и длительность фронта установления тока коллектора равна Зга-

Процессы накопления и рассасывания в ключе ОБ происходят с той же постоянной времени Тн « тр, что и в ключе ОЭ, так как для этих процессов не важно, какой из токов - или ia - управляющий.

2.3.4. ТРАНЗИСТОРНЫЕ КЛЮЧИ С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ. ЭМИТТЕРНЫЕ ПОВТОРИТЕЛИ

Ключ ОК (рис. 2.27о) так же, как и ключ ОЭ, управляется током базы. Выходное напряжение изменяется от нуля (транзистор закрыт) до уровня (транзистор насыщен). При этом перепад управляющего напряжения должен быть не меньше Ек, так как выходное напряжение меньше входного на величину напряжения Ыбэ между базой и эмиттером. Переходные процессы в ключе ОК протекают примерно так же, как и в ключе ОЭ.

В импульсных устройствах широко применяются в качестве буферных каскадов эмиттерные повторители (ЭП), структура которых такая же, как и ключа ОК. Однако транзистор в ЭП должен работать в активном режиме; для предотвращения запирания транзистора часто в цепь эмиттера включается специальный источник прямого смещения Ео (рис. 2.276).

Свойства ЭП подробно рассмотрены в [11,12]. Напомним здесь лишь некоторые из этих свойств в связи с многочисленными ссылками на них в последующем изложении.

Входное сопротивление ЭП Явхэп /"б + (1 + Р) К, где RI = RsW Rn IIГк, Ra - сопротивление нагрузки, rl - Гк/(Р + I), Гк - сопротивление коллекторного перехода. Обычно R и /?„ много меньше г*, а пренебрежимо мало; поэтому приблизительно /?вхэп ~.Р(/?э1/?н). Заметим, что /?вхэп ограничено сверху величиной (Л.~ 0,5-1 МОм.). При Rs = 2 кОм, /?„ = оо, р = 30, /вхэп =60 кОм.

Необходимо иметь в виду, что при передаче коротких импульсов входное сопротивление ЭП резко уменьшается из-за инерционности процессов в базе транзистора и наличия шунтирующих ем 108



костей, в частности емкости нагрузки Сн. Так, при подаче на базу идеального перепада напряжения входное сопротивление определяется лишь величиной г, так как Сн шунтирует Rg и Rn-

Выходное сопротивление /?выхэп легко определяется, если воспользоваться эквивалентной схемой транзистора:

зь.ЭП = з(з + :)-

Так как сопротивление эмиттера Гэ < и +6

то Rbux эп~ Гэ+ ft 1 и, наконец, при

Р }-1 "> rla.x, iipri НСбОЛЬШИХ СОПрОТИЁ"

лениях Re источника входного напряжения /?выхэп Гд. Сопротивление /?выхэп в зависимости от режима работы транзистора имеет величину порядка единиц или десятков ом.


1 t

I I

Рис. 2.27

Коэффициент усиления по напряжению ки = откуда видно, что /(м<1; при /?б = О ки

Р (RsWR

/?б + Гб-ЬР(/?э11/?п)

0,99, а при Re =

300 Ом ки ~ 0,95. Коэффициент усиления по току, определяемый отношением приращения тока в нагрузке к приращению вход-

/?б R

ного тока, равен: /Сг (Р 1) „ , „---„ 2п • Если > /?н и

А:6 + вхЭП э + н

/?б»/?вхЭП, то кг (р + 1).

Таким образом, ЭП можно использовать в качестве усилителя мощности и, в частности, для увеличения нагрузочной способности ключевых схем.

Следует, однако, иметь в виду, что при передаче запирающих перепадов напряжения с крутыми фронтами (т. е. положительных при использовании транзистора типа р-п-р и отрицательных



[0] [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]

0.0011