Tranzistorski ključevi. Šema, princip rada

Kada radite s složenim šemama, korisno je koristiti različite tehničke trikove, koji omogućavaju postizanje postavljenog cilja malim naporima. Jedan od njih je stvaranje tranzistorskih ključeva. Šta su oni? Zašto bi ih trebali stvoriti? Zašto se zovu "elektronski ključevi"? Koje su karakteristike ovog procesa i na šta treba obratiti pažnju?

Od čega su napravljeni tranzistorski ključevi?

Izvodi se pomoću polja ili bipolarnih tranzistora. Prvi su dalje podeljeni na MDP i ključeve koji imaju kontrolni pn-spoj. Između bipolarnih, ne-zasićenih, razlikuju se. Tranzistorski ključ 12 Volt može zadovoljavati osnovne zahteve radio amatera.

Statički način rada

Analizira zatvoreno i otvoreno stanje ključa. U prvom, na ulazu je nizak napon, što ukazuje na logički nultalni signal. U ovom režimu, oba prelaza su u suprotnom pravcu (prekid se dobija). Tok struje kolektora može uticati samo na termičku struju. U otvorenom stanju, visok nivo napona odgovara signalu logičke jedinice na ulazu ključa. Moguće je raditi u dva načina istovremeno. Takva funkcija može biti u području zasićenosti ili linearnom području izlazne karakteristike. Na njima ćemo detaljnije govoriti.

Zasićenje ključa

U takvim slučajevima tranzistorski tranziciji se pomeraju u pravcu naprijed. Zbog toga, ako se promjena struje bazne vrijednosti, vrijednost na kolektoru ne mijenja. U silicijskim tranzistorima potreban je približno 0,8 V da bi se dobio pristrasnost, dok za germanijum one napon fluktuira unutar 0,2-0,4 V. I kako je ključna zasićenost postignuta uopšte? Da bi se to uradilo, bazna struja se povećava. Ali sve ima svoje granice, kao i povećanje zasićenosti. Dakle, kada se postigne određena trenutna vrijednost, ona prestane da raste. Zašto nasitati ključ? Postoji poseban koeficijent koji odražava stanje stvari. Sa povećanjem kapaciteta nosioca tranzistorskih ključeva, faktori destabilizacije počinju da utiču na manje sile, ali performanse se degradiraju. Zbog toga je vrednost koeficijenta zasićenosti izabrana iz kompromisnih razloga, vođenih zadatkom koji će se trebati izvršiti.

Nedostaci nezasićenog ključa

I šta će se dogoditi ako optimalna vrednost nije postignuta? Tada će biti takvih nedostataka:

1. Napon javnog ključa pada na oko 0,5 V.
2. Imunost buke će se pogoršati. Ovo je zbog povećane ulazne impedanse koja se primećuje kod ključeva kada su otvoreni. Zbog toga, smetnje kao što su naponski naponi takođe će dovesti do promjene parametara tranzistora.
3. Zasićeni ključ ima značajnu temperaturnu stabilnost.

Kao što vidite, ovaj proces je još bolji da se na kraju izvede savršeniji uređaj.

Brzina

Ovaj parametar zavisi od maksimalne dozvoljene frekvencije, kada se može izvršiti prebacivanje signala. Ovo zavisi od trajanja prelaznog procesa, koji je određen inercijom tranzistora, kao i uticajem parazitskih parametara. Za merenje brzine logičkog elementa, često se pokazuje srednje vreme koje se javlja kada je signal odložen, kada se prenosi na tranzistorski ključ. Šema koja ga prikazuje, obično samo takav prosečni opseg odgovora i pokazuje.

Interakcija sa drugim ključevima

Zbog toga se koriste elementi komunikacije. Dakle, ako prvi taster na izlazu ima visok nivo napona, onda se otvaranje drugog otvara i radi u unapred podešenom modu. I obrnuto. Takav lanac komunikacije značajno utiče na tranzijente koji se javljaju tokom prebacivanja i brzine ključeva. Evo kako funkcioniše tranzistorski ključ. Najčešće su krugovi u kojima se interakcija odvija samo između dva tranzistora. Ali to ne znači da se ne može napraviti uređaj u kojem će se primeniti tri, četiri ili više elemenata. Ali u praksi je teško naći takvu aplikaciju, tako da se ne koristi operacija ključa tranzistora ove vrste.

Šta da odaberem

Sa čime je bolje raditi? Hajde da zamislimo da imamo jednostavan tranzistorski prekidač sa naponom napajanja od 0,5 V. Zatim sa osciloskopom možete snimiti sve promjene. Ako je struja kolektora podešena na 0,5 mA, napon se smanjuje za 40 mV (baza će biti približno 0,8 V). Prema standardima problema, može se reći da je ovo prilično značajna devijacija, koja nameće ograničenje na korištenje u čitavom nizu krugova, na primjer, u analognim prekidačima signala. Stoga, oni koriste posebne tranzistore sa efektom polja, gdje postoji kontrolni pn-spoj. Njihove prednosti u odnosu na bipolarne rođake su:

1. Neznatna vrednost preostalog napona na ključu u stanju provodnika.
2. Visoka otpornost i, kao rezultat toga, mala struja koja protiče kroz zatvoreni element.
3. Manja potrošnja se troši, tako da nije potreban značajan izvor kontrolnog napona.
4. Možete da menjate električne signale nižeg nivoa, koji su nekoliko mikrovoltova.

Tranzistorski prekidač releja je idealna aplikacija za polje. Naravno, ova poruka je objavljena ovde samo za čitaoce da imaju ideju o njihovoj primjeni. Malo znanja i savjeta - i mogućnosti realizacije, u kojima postoje tranzistorski ključevi, biće izmišljeni veliki broj.

Primer rada

Hajde da pogledamo kako funkcioniše jednostavno tranzistorski prekidač. Prebaceni signal se prenosi sa jednog ulaza i uklanja se sa drugog izlaza. Za zaključavanje ključa napajanje se primjenjuje na ulazni dio tranzistora, što premašuje vrijednosti izvora i odvoda za vrijednost veću od 2-3 V. Međutim, mora se voditi računa da ne prelaze dozvoljeni opseg. Kada je ključ zatvoren, njegov otpor je relativno velik - prelazi 10 oma. Ova vrednost je dobijena zbog činjenice da obratna struja pristajanja pn spoja dodatno utiče na. U istom stanju, kapacitivnost između kruga uključenog signala i upravljačke elektrode varira u rasponu od 3-30 pF. Sada otvorite tranzistorski ključ. Kolo i praksa će pokazati da će tada napon kontrolne elektrode biti blizu nule, a snažno zavisi od otpornosti na opterećenje i karakteristika uključenog napona. Ovo je posledica cijelog sistema kapija, odvoda i izvornih interakcija tranzistora. Ovo stvara određene probleme za rad breaker-a.

Kao rješenje za ovaj problem razvijeni su različiti programi koji osiguravaju stabilizaciju napona između kanala i vrata. Zahvaljujući fizičkim svojstvima, u ovom kapacitetu može se koristiti čak i dioda. Da bi to učinili, mora biti uključen u direktnom smeru zatvaračkog napona. Ako je stvorena neophodna situacija, dioda će se zatvoriti i otvoriti pn-spoj. Za promenu prekidačkog napona, on ostaje otvoren, a otpor njegovog kanala se ne menja, može se povezati otpornik visoke rezistencije između izvora i ključnog ulaza. A prisustvo kondenzatora će u velikoj mjeri ubrzati proces punjenja rezervoara.

Izračun tranzistorskog ključa

Za razumevanje dajem primer izračunavanja, možete zameniti svoje podatke:

1) Kolektor-emiter - 45 V. Ukupna potrošnja energije - 500 mW. Kolektor-emiter je 0,2 V. Granična frekvencija rada je 100 MHz. Bazni emiter - 0,9 V. Struja kolektora - 100 mA. Statistički koeficijent prenosa struje je 200.

2) Rezistor za struju 60 mA: 5-1,35-0,2 = 3,45.

3) Otpor rezistencije kolektora: 3.45 \ 0.06 = 57.5 Ohm.

4) Za pogodnost, uzimamo nominalnu vrednost od 62 oma: 3.45 \ 62 = 0.0556 mA.

5) Razmotrite baznu struju: 56 \ 200 = 0,28 mA (0,00028 A).

6) Koliko će biti na otpornici baze: 5 - 0,9 = 4,1V.

7) Odrediti otpor baznog otpornika: 4.1 \ 0.00028 = 14.642,9 Ohm.

Zaključak

I na kraju o nazivu "elektronski ključevi". Činjenica je da se država menja pod uticajem struje. I kakav je on? Istina, prikupljanje elektronskih troškova. Ovo je drugo ime. To je sve u svemu. Kao što vidite, princip rada i šema uređaja tranzistorskih ključeva nije nešto komplikovano, tako da je ovo razumljivo - to je izvodljivo. Treba napomenuti da čak i autor ovog članka treba malo upućivanja za osvežavanje sopstvenog sećanja. Stoga, kada se postavljaju pitanja na terminologiju, predlažem da se prisetite na dostupnost tehničkih rečnika i da potražite nove informacije o tranzistorskim ključevima.