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]

начинает разряжаться через малые сопротивления участка база - эмиттер Гг и сопротивление насыщенного транзистора 7"i. Благодаря большому обратному току базы транзистор Тг быстро запирается. Так как в исходном статическом состоянии заряд в базе Гг примерно равен: Q{0) = l6 х E,Xf2lRб то за время запирания транзистора 7"2 напряжение на конденсаторе С уменьшается на величину Дыс = Q(0)/C » кТрг/бС. После запирания Т2 конденсатор С разряжается через резистор и насыщенный транзистор 7i; напряжение Uc убывает при этом относительно медленно, со скоростью, определямой постоянной времени CR, и стремится к уровню .Uc(oo)= - £„ -/„ог/б « -£к (предполагается, что /н02/?б<£к); однако как только Ыб(0 = "с (О достигнет порогового уровня fnop, транзистор Гг вновь отпирается.

Таким образом, в рассматриваемой схеме состояние, когда транзистор Т2 закрыт, а Ti открыт, возможно в течение ограниченного интервала времени. Следовательно, для нормального функционирования ключевой схемы длительность действия управляющего уровня напряжения «вх, отпирающего транзистор 7"i, не должна превосходить максимальное значение интервала 4ai<p. в течение которого транзистор Гг закрыт.

Согласно ф-ле (1.7) интервал

(°о) - (Г)

4акр = Ci?6 1п

где Uc{t) - напряжение на конденсаторе в момент f запирания транзистора Гг: «с () = «с (0) - Д«с « - Auc; uc (<закр) = = «б(4акр)= Vnov Следовательно,

акр ~ CR6 In Ек~и.ор - Нк + f/nop •

При {/пор<£к

акр - CR6 In (2 - = CRc [in 2 -fin (1 - ) , При Аыс < £„ /закр « С/?б In 2 » 0,7С/?б.

Если задана длительность действия на вход Ti отпирающего перепада, то из последних соотношений можно определить тре-буемее значение постоянной времени CR : CR > у/0,7 = 1,4у.

После запирания транзистора 7i и отпирания Т2 конденсатор С заряжается током резистора /„ь длительность восстановления исходного статического состояния вос ~ SCRkj. Заметим, что при значительных величинах (у приходится выбирать емкость С большой, что приводит к большой длительности восстановления схемы. Практически емкостная связь применяется лишь в импульсных ключевых схемах.



2.4.5. НАСЫЩЕННЫЕ КЛЮЧИ С ДИОДНОЙ СВЯЗЬЮ

В схеме, приведенной на рис. 2.36а, связь между ключами на транзисторах Г, и Т2 осуществляется при помощи кремниевого диода Дсм- Статическая характеристика этого диода показана на рис. 2.366; при токе Гдсм, превышающем всего несколько десятков микроампер, диод Лсм открыт, напряжение на нем практически постоянно и равно: Ыдсм~ Ucm, причем t/см - порядка 0,6-0,8 В.

Очевидно, что в рассматриваемой схеме независимо от состояний ключей диод Дсм всегда открыт и при этом «62 = «ki + Ucur т. е. диод Дсм создает постоянное смещение уровня Ыб2 относительно Uki; поэтому его и называют смещающим.

"Ли,

I Лм I

Рис. 2.36

Если, например, Ti насыщен, то «khi = -0,1 В, «62 ~ -гО,7В (при UcM = 0,8 В) и Гг закрыт. При необходимости увеличить запас по запиранию Гг включают последовательно два (или больше) смещающих диода.

Если транзистор Ti закрыт, то через базу протекает прямой ток 1е (Ек - f/cM - «6h2)/jRki, который и обеспсчивает насыщение ключа на транзисторе Т2 (т. е. предполагается, что ббиг"

В процессе переключения ключей диод Дсм выполняет такую же роль, что и заряженный конденсатор в цепях емкостной или резистивно-емкостной связи. Действительно, когда транзистор Т\ закрыт, через диод Дсм протекает большой ток (/б) и в его базе накоплен значительный заряд. При включении Ti диод Дсм обеспечивает значительный обратный ток базы Гг, вследствие чего транзистор Т2 быстро выключается. Важно лшиъ, чтобы в качестве Дсм использовался диод с накоплением заряда (ДНЗ) с тем, чтобы время рассасывания заряда в диоде было не меньше длительности включения транзистора Т2.

Диодная связь ключей широко применяется в интегральных схемах, в которых обычно используются кремниевые транзисторы, обладающие «правой» характеристикой: транзистор закрыт и при небольшом прямом напряжении на базе (при щ < Unov> где Unop ~ »i0,6B), поэтому здесь источник £б можно исключить (£б = 0).



"так как напряжения смещения, создаваемого на одном или двух последовательно соединенных диодах Дсм, достаточно (при небольших значениях Re) для надежного запирания транзистора Уг.

2.4.6. НАСЫЩЕННЫЕ КЛЮЧИ С ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СВЯЗЬЮ

Ключи ОЭ с трансформаторным выходом

Для создания цепей связи часто используются импульсные трансформаторы; вначале рассмотрим статический и динамический режимы в транзисторном ключе с трансформаторным выходом.

Схема ключа ОЭ с трансформаторным выходом и соответствующие временные диаграммы приведены на рис. 2.37.

Пусть в исходном состоянии {t <.to) е - О, транзистор заперт, токи /к = О, /б = О (для простоты здесь не учитываем тепловой ток /ьо), «к = -£к. В момент на вход ключа поступает отпирающий импульс с амплитудой ил и длительностью ивх (рис. 2.37в). Для ускорения процессов переключения транзистора можно использовать ускоряющий конденсатор С; при этом - ток базы J6 имеет выбросы, показанные на рисунке пунктиром. С отпиранием транзистора и ростом коллекторного тока растет напряжение щ на трансформаторе и соответственно падает по величине напряжение ы„ на коллекторе: ык = £к - Щ. В момент ti напряжение «к столь мало, что напряжение Ыкб на переходе коллектор- база становится положительным и транзистор переходит в режим насыщения.

Определение длительности фронта здесь сложнее, чем в схеме с резистивной нагрузкой, так как надо учесть влияние не только емкости коллектора и нагрузки, но и паразитных параметров трансформатора - индуктивности рассеяния Lg и емкости Ст (межвитковой, межобмоточной и т. д.); однако в первом приближении можно определить длительность фронта по формулам для ключа ОЭ с резистивной нагрузкой (параграф 2.2.2), если под постоянной времени

Та экв понимать

"а, экв ~ а "Ь Он ~ sl въж э

где Со - суммарная паразитная емкость и R„ = RJn - сопротивление нагрузки, пересчитанной к первичной обмотке, п = = Wz/wi - коэффициент трансформации, R вых э - выходное сопротивление транзистора ОЭ. Такое представление Таэкв обусловлено тем, что в течение короткого промежутка времени формирования фронта ток намагничивания трансформатора / практически остается равным нулю и коллекторная нагрузка определяется практически сопротивлением Rk, шунтируемым емкостью Со.

В режиме насыщения ток коллектора не остается постоянным. Действительно, коллекторный ток равен сумме:



[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