коэффициент насыщения s во всех случаях следует выбирать из компромиссных соображений, исходя из конкретной задачи.

Во многих практических расчетах, когда можно пренебречь межэлектродными напряжениями насыщенного транзистора по сравнению с питающими, последний рассматривают как «стяну-ный» в эквипотенциальную точку - точку с единым потенциалом всех электродов (рис. 2.20), что, естественно, упрощает расчеты.

В связи со значительным разбросом параметра р у различных транзи- "f-сторов, а также зависимостью р от температуры условия насыщения тран- / зистора должны быть выполнены уже при минимальном значении Рмин- 0 CZ:

В интегральных транзисторах, изо-лированных п-р-переходом, когда ос- Ндн бнО-новной транзистор находится в режиме насыщения, паразитный транзистор Р"- - (рис. 2.76) работает в активной области, так как его эмиттерный переход (т. е. коллекторный переход основного транзистора) смещен в прямом направлении; при этом паразитный транзистор может оказать существенное влияние на токи и напряжения основного; это влияние обычно учитывается путем использования эквивалентных параметров: р < Роен, «kh>

оси .

При переключении транзистора из режима выключения в режим насыщения образуется перепад коллекторного напряжения:

= I «кз I - I «кн I = + £к - /кзк " I «кн 1- (2.46)

Так как ыкн и обычно малы, (7кт достигает значения

(0,90-f-0,99) к, т. е. транзисторный ключ коммутирует почти все напряжение £« и в этом смысле приближается к идеальному ключу. Перепад тока при переключении равен: /кт=/кн - l-ezl-m-

} Передаточная характеристика

Наряду с входными и выходными характеристиками траизи-I сторного ключа часто представляет интерес передаточная характе-Lристика - зависимость уровня выходного напряжения Ывых = «к от уровня входного е в стационарном режиме работы ключа. Пример такой характеристики для ключа на кремниевом транзисторе типа п-р-п (рис. 2.136) приведен на рис. 2.21. Участок характеристики MN соответствует активному режиму работы ключа при его переходе из состояния 1 (напряжение на выходе (7вых высокое) , в состояние О (напряжение Увых низкое)-

В переключательных цепях обычно обеспечивается совмести-: мость входных и выходных сигналов, т. е. совпадение по величине [.уровней и {Увых, £ и f/Lx. Передаточная характеристика поз-4воляет наглядно оценить помехоустойчивость схемы, т, е. найти

I 95

максимально допустимые напряжения помехи, действующие на входе схемы наряду с регулярными сигналами, при которых еще не происходит изменение логических (информационных) состояний ключа.

Помехи в ключевых схемах могут быть как статическими, например изменения входных напряжений, связанные с падением напряжения на общих шинах схемы питания («земля»), так и импульсными (кратковременными). Импульсные помехи обусловлены как внешними электромагнитными полями, так и индуктивной и емкостной связью между сигнальными линиями схемы, а также переходными процессами в последних (из-за несогласованности линий и нагрузок).

РоЬочоя точка ко kimde

Амплитуда быходноы шкапа

Towa с edvHuv-кым усилением

Рабочая точка,, О но бьиоде

/мпгштуда тгаческо го сигнала на влоде

Рис. 2.21

Так, если на выходе имеется сигнал 1 (точка а рис. 2.21), то запас помехоустойчивости ма равен разности входных напряжений - а если сигнал О (точка в), то запас помехоустой- ЧИ.ВОСТИ nb равен разности входных напряжений \ е\] -е\.

2.3.2. НАСЫЩЕННЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ КЛЮЧИ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Переходная характеристика транзистора

Режим транзистора характеризовался выше величинами напряжений на переходах и токов его электродов в соответствии с уравнениями Эберса - Молла. Этими уравнениями и соответствующими эквивалентными схемами можно воспользоваться, как было отмечено, и для анализа переходных процессов в транзисторе (в активном режиме). Для этого необходимо учесть, что коэффициенты передачи транзистора частотнозависимые; в первом приближе-

- НИИ изображения по Лапласу временных функций Р(/), a{t) можно представить в виде:

Р (Р) = Ро/(1 + рТр), а (р) = «0/(1 + рт„),

где Та = 1/2л;1„ (точнее, для бездрейфового транзистора т„ » » 1,22/2л;1а) - постоянная времени коэффициента передачи а, равная времени пролета tn неосновных носителей через базу транзистора [8, 9]; тр = (Ро+1)т„ - постоянная времени коэффициента передачи р, практически равная усредненному по объему базы времени жизни ti неосновных носителей в базе; ао и Ро -соответственно статические значения коэффициентов а(/), Р(/).

Обозначив через /к(р) и 1б{р) соответственно изображения коллекторного и базового токов, запишем

Ш = Р {Р)1б (Р) = jq? Гб (р). (2.47)

Если ток базы изменяется скачком на величину Д/б, то изменение коллекторного тока согласно ф-ле (2.47) lS.iy{t) - =Ро А/б(1 - ер). Это выражение определяет переходную характеристику транзистора в активной области (без учета барьерных емкостей):

() = = Ро(1-е-Ч (2.48)

Во многих случаях, в частности при изучении переходных процессов в различных режимах работы ключа, удобно применять так называемый метод заряда [8]. Обозначим через Q заряд неосновных носителей в базе (например, электронов в базе типа р). В первом приближении можно считать, что изменение заряда Q во времени, --, обусловлено током базы 1б(0 и рекомбинацией неравновесных электронов в базе - , т. е. - = гб {t) - или

dQ dt

+ --»б(0. (2.49а)

где т - время жизни носителей в базе. В активной области можно полагать т = тр и ур-ние (2.49а) принимает вид

-- + = /6(0. (2.496)

В области насыщения изменение заряда также описывается

уравнением, аналогичным (2.496): -+~=б(0- Однако по-

ai Тн

стоянная вермени накопления заряда тн, вообще говоря, отличается от тр (эффективное время жизни в режиме насыщения отличается от времени жизни в активном режиме, так как в режиме насыщения распределение неосновных носителей в базе существенно

. 4 Зак, 561 97