ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.08.2024
Просмотров: 51
Скачиваний: 0
|
Обычно величина Rm составляет примерно 50— ЮОсш |
в |
«-канальном плоскостном полевом транзисторе, |
а |
в некоторых лучших транзисторах достигает 4 ом, в то |
время как в /7-канальных транзисторах это сопротивле ние составляет 75—150 ом.
Время переключения транзистора в значительной сте пени зависит от внутреннего сопротивления источника
сигнала |
Rn0т. Ключ |
может |
переключаться |
в |
течение |
||||||
|
|
|
|
|
наносекунд |
при /?цСТ по |
|||||
|
|
о |
|
|
рядка |
50 ом и в течение |
|||||
|
|
|
|
микросекунд |
|
при |
Rпет |
||||
|
|
|
|
порядка |
1 Мом. |
|
|
|
|||
|
|
- â - ® |
5 |
|
В |
МОП-транзисторах |
|||||
|
|
|
сопротивление |
|
исток — |
||||||
|
|
|
|
' |
|
||||||
|
|
|
в ы х о д |
сток |
является |
функцией |
|||||
|
|
|
|
|
напряжения затвора |
и па |
|||||
|
|
■ Й - Ф |
|
|
раметров |
-канала |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О т |
т р и г г е |
р а . |
|
|
R w = - ^ ( U ^ - u r), |
||||||
|
|
|
|
|
где k — коэффициент, |
за |
|||||
|
|
Я |
|
|
висящий |
от |
геометриче |
||||
|
|
|
ских размеров и материа |
||||||||
|
|
напря |
|
ла канала. |
|
|
|
|
|||
Рис. 2-11. Переключатель |
|
Сопротивление |
|
Rm |
|||||||
жения на |
плоскостном |
полевом |
|
|
|||||||
|
|
транзисторе. |
|
|
также |
зависит |
от |
напря |
|||
|
|
|
|
|
жения |
|
исток — подлож |
||||
ка, |
так |
как оно определяет |
пороговое |
напряжение |
W T = y V j Y J .
Это сопротивление для различных МОП-транзисто- ров лежит в пределах от 25 ом до нескольких килоом.
На рис. 2-10 представлена схема ключа на плоскост ном полевом транзисторе.
При поступлении отпирающего сигнала на транзистор Т2состояние диода Ду обеспечивает передачу 1іэт через Туна выход. Время отпирания транзистора Ту порядка
500 нсек, а время запирания порядка 1 мксек.
Схема переключателя напряжения на плоскостном полевом транзисторе показана на рис. 2-11.
При запирающем потенциале на базе транзистора Ту диод Ду заперт, Д2отперт. Это обеспечивает отпирание Т3,и на выходе переключателя напряжение равно нулю.
48
Пр,и обратной полярно |
|
|
||||
сти потенциала на базе |
|
|
||||
Т1 состояние диодов Ді |
|
|
||||
и Дг обеспечивает |
пе |
|
|
|||
редачу эталонного |
на |
|
|
|||
пряжения |
на |
выход |
|
|
||
переключателя. |
Время |
|
|
|||
срабатывания переклю |
|
|
||||
чателя около 0,7 мксек. |
|
|
||||
Для точной |
переда |
|
|
|||
чи напряжения |
вЛКН |
Рис. |
2-12. Переключатель напряже |
|||
используется схема |
пе |
|||||
|
ния на МОП-транзисторах. |
|||||
реключателя на |
МОП- |
|
|
|||
полевых |
транзисторах. |
|
|
Время переключения порядка 50—200 нсек (рис. 2-12). Следует отметить, что сопротивление полевых тран зисторов в закрытом состоянии имеет величину поряд
ка сотен мегаом.
6] ДИОДНЫЕ ключи
Диодные ключи, как правило, работающие с источни ком тока, делятся на две группы. Это выключающие и переключающие ключи. Выключающие ключи в одном из положений полностью размыкают цепь, переключаю щие ключи только меняют путь тока, не разрывая его цепи [Л. 15]. В преобразователях обычно используются переключающие ключи. Такие ключи облегчают работу источников тока, так как при работе ключа на включе ние— выключение тока стабилизатора его нагрузка ме няется в широких пределах, что является тяжелым ре жимом для стабилизатора (Л. 33]. Это приводит к нару шению режима работы и снижению быстродействия. Переключающие ключи только переключают постоянно включенный ток из одной цепи в другую.
К ключам, используемым в схеме преобразователя с источниками тока, не предъявляется жестких требова ний в отношении их прямого переходного сопротивления, так как сопротивление порядка даже нескольких сотен ом все равно будет меньше внутреннего сопротивления источника и практически не будет влиять на точность преобразования. Величина же обратного сопротивления ключа является существенной. В закрытом состоянии оно подключается параллельно суммирующим сопротивлени ям преобразователя, и чтобы не шунтировать их, диоды
4— 217 |
49 |
должны иметь очень большое обратное сопротивление. Следует отметить, что диодные ключи оказывают раз личное влияние на схему преобразователя в зависимости от типа выбранной матрицы резисторов.
•Рассмотрим вначале схему ПКИ с диодными ключами, при веденную на рис. 2-13. Схема содержит цепь последовательно
включенных резисторов R: R, 2R, AR, . . . , |
2,І-2Д к |
узловым |
точкам |
||||||
этой |
цепи а, |
Ь, |
с присоединяются |
через |
диодные |
ключи |
Д —Д ; |
||
Дз—Д \, ••., |
Д |
а- 1 — Д а |
источники |
токов |
I. Ключи |
управляются |
|||
триггерами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
исходном |
состоянии |
все триггеры находятся |
в |
состоянии 0; |
при этом ток источника замыкается через диоды с четными индек сами Д , Д , . . . , Д а и генераторы токов J; потенциалы в точках схемы е, [, g, . . . . п оказываются выше потенциалов в точках а, Ь,
В ы х о д
с, . . . , т соответственно. В таком режиме диоды с нечетными индек сами Ди Дз, . . ., Д а- 1 заперты, что соответствует разомкнутому со стоянию ключей. Обратные токи последних диодов создают па выхо
де схемы напряжение
к
W = f 3R Ц 2 р - > , |
(2-3) |
р=1
где /г — число ключей в |
схеме; р — номер |
разряда; |
/ а — ток заперто |
||
го диода. |
|
|
|
|
|
Если первый триггер переводится |
в |
положение 1, а все |
про |
||
чие триггеры остаются |
в положении 0, |
то |
диод Д |
оказывается |
под |
ключенным (в непроводящем направлении) параллельно генератору
тока / и через диод Д протекает ток 1 '= І+ І3\ при этом на |
сопро |
тивлении R получается напряжение &U=I'R, с выхода схемы сни |
|
мается напряжение |
|
k |
|
Д Д = Д І / - ( 3 [ / - / 3Я ) = = / / ф - - у - Щ 2 P - ' - 2 ^ J . |
(2-4) |
p=i |
|
50
Очевидно, что второй член в квадратных скобках представляет собой относительную погрешность, вносимую запертыми ключами в величину выходного напряжения при включенном первом ключе. Указанная погрешность относится к наихудшему случаю, когда включен только одни первый ключ и с выхода снимается напряже ние, равное единице дискретности всей шкалы. В практике обычно полагают, что допустимая собственная погрешность ППКН может выбираться меньшей или равной половине дискретности шкалы. При этом условии значение тока I определяется соотношением
|
-у- |
2P - 1— 2 j < 0 ,5, |
|
|
|
откуда |
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/;=’2 / 3 Yi 2 |
p_I- |
|
|
|
|
|
P = 2 |
|
|
|
В том случае, когда все |
триггеры |
находятся |
в |
положении 1, |
|
диоды |
с четными индексами |
Д 2, Д \..........Діи оказываются подклю |
|||
ченными параллельно генераторам токов J. |
|
|
|||
Все |
ключи находятся в |
замкнутом состоянии, |
и |
через диоды |
с нечетными индексами протекают токи / ' = / + / а. Выходное напряже
ние схемы |
k |
|
k |
|
|
U = I ' R ^ } 2V - ' = IR |
2 P - 1 ( l + - ^ J . |
(2-5) |
P=i |
p=\ |
|
Описанная схема характерна тем, что в ней ни один |
из ключей |
не находится в последовательном соединении с коммутируемыми резисторами измерительной цепи. Поэтому эквивалентные параметры ключевых диодов е (эквивалентная э. д. с.) и г (динамическое со противление), зависящие от положения рабочей точки диода на его вольт-амперной характеристике, не влияют на точность выходного
сигнала |
ПКН, которая |
опреде |
|
|||
ляется только качеством ста |
|
|||||
билизации токов I. Все осталь |
|
|||||
ные |
схемы, |
рассматриваемые |
|
|||
ниже, этой особенностью не об |
|
|||||
ладают; в них ключи вводятся |
|
|||||
последовательно с |
коммути |
|
||||
руемыми резисторами, и поэтому |
|
|||||
эквивалентные параметры дио |
|
|||||
дов е и г, от которых зависит |
|
|||||
сопротивление диодных ключей, |
|
|||||
влияют |
на |
выходной |
сигнал Рис. |
2-14. Эквивалентная схема |
||
ПКН. |
|
|
|
ПКЫ с диодными ключами. |
||
|
П усть требуется |
посредст |
|
|||
вом |
ключей |
осуществить набор |
|
|||
резисторов между точками а и Ь схемы, |
показанной на рис. 2-14. Оче |
видно, что при включенном ключе действительное значение сопротивле ния в і-й ветви схемы равно R'i='Ri+r'ki. Здесь гкі — эквивалентное
сопротивление |
ключа; будем считать, |
что г'кі= гкі+Агкі, |
где Дгы— |
наибольшее |
отклонение вариации |
сопротивления гм |
замкнутого |
4* |
|
|
51 |