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]

Сопротивления Re и R должны быть определены с учетом допусков так, чтобы величины RaomztAR и /?бном±А/?б (где /?ном -номинальное значение, Д/? -допуск) находились внутри рабочей области. Поэтому прямоугольник допусков (рис. 2.33а) не должен пересекаться границами рабочей области.

При выборе рабочей точки нужно иметь в виду следующее. В точке а R и Re малы, поэтому требуемая мощность источников, больше, но меньше влияние паразитных емкостей и больше бы-

: стродействие; в точке с, наоборот, R и R больше; точке b соответ-ствует компромиссное положение.

Заметим, что параметры ключа (кроме R и R) могут быть

• выбраны так неудачно, что кривые, построенные по ур-ниям (2.84)

и (2.85), не пересекаются и замкнутая рабочая область не создается (рис. 2.336). В таком случае следует изменить некоторые параметры, например R.

t7 Как следует из ф-л (2.84) и (2.85), граница запирания поднимается при увеличении Е, а граница насыщения опускается при увеличении к, Е, р и уменьшении Еб. Очевидно, однако, что изменять Еб для изменения положения границ нецелесообразно (например, увеличение Е приведет к подъему обеих границ и опять-замкнутая рабочая область может не получиться).

Рассмотренная выше методика расчета на наихудший случай

.достаточно универсальна и может быть применена для расчета,

; других устройств.

2.4.3. НАСЫЩЕННЫЕ КЛЮЧИ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ

На рис. 2.34а приведена схема непосредственной связи транзисторных ключей ОЭ: коллектор предыдущего транзистора соединяется непосредственно с базой последующего.

Принцип работы схемы заключается в следующем. Пусть, транзистор Ti открыт й насыщен: при достаточно большом управляющем токе базы к = /е этого транзистора остаточное напряжение Ыь-н на его коллекторе оказывается весьма малой величины (например, ыкн<0,1В). Напряжение на базе «еа транзистора I Гг равно коллекторному напряжению их транзистора Ti : ыег = It = Utti. При Ык1 = Wkh напряжение на базе Гг принимает значение-!г«бз = Иш1 столь малое (по абсолютной величине), что Гг практически заперт; другими словами, напряжение ыбз не превосходпт-условный пороговый уровень, при котором транзистор, работающий в активном режиме при малом коллекторном токе /к, считается закрытым.

Параметры схемы должны быть выбраны так, чтобы при за- Пертом предыдущем транзисторе (например, Гг) был открыт и , насыщен последующий транзистор (например, Тз), т. е. в послед- нем должно соблюдаться условие насыщения



Ток базы ig открытого транзистора примерно (без учета /,*) •равен току, протекающему через коллекторное сопротивление Rk предыдущего закрытого транзистора Tz, т. е.

/б «*(£„-! Ы„з I ) ?к = (£к - i «бн I )IRk,

где «кз - напряжение на коллекторе закрытого транзистора Гг, а Ыбн - напряжение на базе последующего насыщенного транзи--стора Гз, причем Ыбн = «кз- Коллекторный ток открытого транзистора (без учета тока базы последующего запертого транзистора)

- (£к - I «ки I )IRk = (.< - I «бз I ) ?к. (2.87)

Подставив значения гб и /к в (2.86), получаем условие насыщения транзистора: {-\)Ек> Um, где t/ = ы„з - ыкн -амплитуда перепада напряжения на коллекторах и базах транзисторов. Так как ыкз==ибн обычно порядка десятых долей вольта (0,20,5 В), то и f/m -того же порядка (0,2- 0,5 В); у кремниевых транзисторов перепад напряжения Um достигает 0,8 В.


Рис. 2.34

Выбор параметров схемы можно вести в следующем порядке. После выбора транзистора и относительно небольшого напряжения Ек (обычно £к= 1 -Т-6В) выбирают коллекторный ток 1к насыщенного транзистора так, чтобы остаточное коллекторное напряжение ы„н было малым (порядка сотых долей вольта). При этом коэффициент усиления р должен быть еще достаточно большим; естественно, выбранное значение тока не должно превосхо--дить допустимое. Зная Ik из ф-лы (2.87), находим Rk, определяем по статическим характеристикам транзистора (рис. 2.346) значение напряжения «бн на базе насыщенного транзистора и далее находим = I I - I «бз I -

Ключевые схемы с непосредственной связью работают в режиме глубокого насыщения открытых транзисторов. Однако это существенно не сказывается на быстродействии схем, так как процесс рассасывания заряда в базе закрывающегося транзистора происходит при большом обратном токе базы.



Действительно, пусть в исходном состоянии транзистор Ti за- крыт, транзистор Гг насыщен и пусть затем отпирается транзистор Ти напряжение на его коллекторе «ki == «62 остается благодаря заряду, накопленному в базе Гг, в течение некоторого времени, постоянным и равным Ыбн2- Поэтому транзистор 7, работает в это время в активном режиме, его коллекторный ток /щ значительно-превышает ток резистора \1в\ = {Ек - \ик1\)/Як и через базу Гг-протекает значительный обратный ток гбг = 1й„ - 1к2-

С удалением избыточного заряда из базы /г и уменьшением напряжения «ki = 1«62 растет ток резистора ij, уменьшаются коллекторный ток и ток базы гб2 транзистора Гг и устанавливается новый статический режим (транзистор Ti открыт и насыщен,, транзистор Т2 закрыт).

Заметим, что благодаря разбросу входных характеристик у разных транзисторов при одном и том же значении напряжения Ибн могут существенно отличаться друг от друга токи баз гбн; это приводит к уменьшению быстродействия и ухудшению нагрузочной способности схем с непосредственными связями (см. разд. 2.6).

Для установления тока базы насыщенного транзистора на определенном невысоком уровне в цепь связи иногда включают дополнительный резистор R, показанный на рис. 2.34а пунктиром. В этом случае схема совпадает со схемой резистивной связи ключей ОЭ, если в последней отсутствует цепь смещения {Ее, Re) Поэтому условия нормального функционирования схемы непосредственной связи с учетом резисторов связи R получаются как частный случай соответствующих условий для схейы резистивногё связи ключей.

2.4.4. НАСЫЩЕННЫЕ КЛЮЧИ С ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ

Схема ключей ОЭ с емкостной связью приведена на рис. 2.35. Смещение на базу транзистора Т2 обычно подается от источника1 Ее = Ек. Сопротивление Re вы-

иии 0- и, 1ен, fo П[ -

бирается так, чтобы открытый £ Т-Т-Ен

транзистор Гг был насыщен: XX

Re макс * Рг мин1(2 мин, ПрИ ЭТОМ

ТОК базы транзистора Гг в стационарном режиме /б = EjRe >

> /сн = £к/Р2к2.

Пусть в исходном состоянии транзистор Гг открыт и насыщен, а транзистор 7"i закрыт и им = = -Ек + /ко?к1 -Ек, напряжение на конденсаторе С в исходном

состоянии равно: «c(0) = «бн -"ki +к. Пусть под воздействием: управляющего сигнала транзистор Ti отпирается и насыщается.. В момент насыщения Ti напряжение «б между базой и эмиттером Т2 становится практически равным напряжению «с (0). Конденсатор С

Рис. 2.35



[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]

0.0012