Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

таким образом, чтобы при заданном выходном токе / кис ~ Лшч ве­ личина ßc = ßiß2 была максимальной.

Тепловой ток коллекторной цепи составного транзистора ІкОС« « /лог» так как Т2 — более мощный транзистор. Таким образом, отношение /кос/ßc у составного транзистора меньше, чем соответ­ ствующее отношение у отдельных транзисторов, и в этом смысле применение составного транзистора для построения ключей более эффективно.

На рис. 2.296 приведена схема ключа на составном транзисторе (КСТ). В исходном состоянии КСТ заперт; транзистор Ту заперт напряжением на диоде Ду, а транзистор Т2 — напряжением на R2.

При подаче на вход Ту отпирающего перепада тока возрастают і’кь і'к2. /кс; зная переходные характеристики для отдельных транзи­

сторов, можно найти інс(і) и определить длительность фронта /ф включения КСТ интервалом времени от 0 до момента достижения

тельности соответствующего фронта в ключе на одном транзи­ сторе Ту.

После включения КСТ транзистор Ту оказывается в режиме насыщения, а транзистор Т2 — в активном режиме, так как всегда (и в режиме насыщения Ту) нкэ1 < 0 и, следовательно, «к-б2< 0.

При подаче на вход КСТ запирающего перепада тока длитель­ ность рассасывания в КСТ практически совпадает с длительностью рассасывания в транзисторе.

Длительность /ф фронта выключения КСТ существенно больше

ш

2.3.7. КЛЮЧИ НА ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМПАХ

Схема ключа на электронном лампе с анодной нагрузкой при­ ведена на рис. 2.30. В статическом режиме лампа работает либо в режиме отсечки токов, либо в режиме ограничения анодного тока (рис. 2.306).

Режим отсечки имеет место при условии, что напряжение ид на управляющей сетке отрицательно и меньше потенциала запи­

рания лампы {iig= ug < Ego), при этом токи лампы равны нулю н Пвык == Иц == Ра-

Режим ограничения анодного тока имеет место либо в резуль­ тате сеточного ограничения, либо за счет перехода лампы в крити­ ческий режим. Сеточное ограничение может наступить при поло­ жительном входном напряжении; при ug > 0 и при условии, что Rg RgI< (Rgl; — сопротивление сетка — катод при ug > 0), можно считать, что напряжение между сеткой и катодом зафиксировано на

нулевом уровне (ug «*0). При этом анодное напряжение ма и анод­ ный ток іа ограничены значениями wa = £/ао, іа = ha- Ограничение анодного тока (и анодного напряжения) возможно и по другой причине — за счет верхнего изгиба анодно-сеточной характери­ стики, обусловленного переходом лампы в критический режим. Од­ нако практически всегда R > RgK, и ограничение за счет верхнего изгиба анодно-сеточной характеристики возможно только тогда, когда критический режим наступает при и8 < 0, т. е. в случае при­ менения пентода и достаточно большого сопротивления анодной нагрузки (последнее встречается редко).

112

уровень, Rr мало; если УК выключен, e(t) имеет высокий по абсо­ лютной величине уровень и Rr велико.

Связь между ключами может осуществляться непосредственно или посредством включения резистивных делителей, диодов, транзи-. сторных усилителей и т. д.

Рассмотрим основные виды цепей связи между транзисторными ключами и методику расчета ключевых схем с различными цепями связи.

2.4.2. НАСЫЩЕННЫЕ КЛЮЧИ С РЕЗИСТИВНОЙ И РЕЗИСТИВНО-ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ

Условия работоспособности

На рис. 2.32а приведена типовая схема транзисторного ключа ОЭ с резистивной связью (с одним входом). Параметры цепи свя­ зи выбираются так, чтобы удовлетворить условиям работоспособ­ ности ключа, т. е. чтобы: а) транзистор Т был закрыт при низком (по абсолютной величине) уровне управляющего напряжения е — = Е°\ б) транзистор Т был открыт и насыщен при высоком (по

где Нпор — пороговый уровень запирания транзистора [для транзи* стора типа п-р-п условие (2.71) записывается в виде UQ3 ^ . U nop].

114

Эквивалентная схема ключа для стационарного состояния б)

дана на рис. 2.32s; здесь Rlr — выходное сопротивление управляю­ щего ключа при e(t) = Е \ UQH < 0 — напряжение на базе насы­ щенного транзистора. Согласно этой схеме в соответствии с мето­

Условия запирания (2.71) и насыщения (2.72) транзистора дол­ жны быть удовлетворены во всем заданном температурном диапа-

ß) УК

зоне с учетом разброса параметров; в частности, они должны вы­ полняться При /ко == / кО макс И ß = ßjiiiH.

Рассмотрим важный частный случай, когда управляющий ключ представляет собой аналогичный транзисторный ключ (рис. 2.32г).

115

Як — сотни ом или единицы килоом, R — единицы или десятки килоом). Высокий уровень Е 1 на выходе управляющего ключа Т\ бу­

дет тогда, когда заперт, т. е. Е 1 = ЕІ{— IKORK, а Ri ^ RK, так как сопротивление Явыхз^ гк, где г„— сопротивление коллектор — эмиттер закрытого транзистора много больше RK.

С учетом последних замечаний условия запирания (2.71) и на­ сыщения (2.72) транзистора Т при управлении транзисторным клю­ чом Г] принимают вид:

Заметим, что если транзисторный ключ в закрытом состоянии работает не в режиме отсечки, а в активном режиме при малом коллекторном токе, то последние неравенства должны удовлетво­ ряться, если вместо / к0 писать /бЭ[например, /бз = (0,05-т-0,1)/он], а под Uпор понимать условный уровень запирания транзистора.

Эскизный расчет

Выбор параметров схемы транзисторного ключа с резистив­ ной связью (рис. 2.32а), удовлетворяющих условиям работоспо­ собности (2.73), (2.74) и другим дополнительным требованиям,

116