Tipke tranzistora. Shema, princip rada

Kod rada s kompleksnim shemama korisno je koristiti razne tehničke trikove koji omogućuju postizanje postavljenog cilja malim naporima. Jedan od njih je stvaranje prekidača tranzistora. Što su oni? Zašto ih treba stvoriti? Zašto se nazivaju i "elektroničkim ključevima"? Koje su značajke ovog procesa i što treba obratiti pažnju?

Što su napravljeni od tranzistorskih ključeva?

Oni se provode pomoću polja ili bipolarni tranzistori. Prve su dalje podijeljene na MDP i ključeve koji imaju pn kontrolu prijelaza. Od bipolarnih, nerazrijeđenih se razlikuju. Transistorski ključ 12 Volt može zadovoljiti osnovne zahtjeve radio amatera.

Statički način rada

Analizira zatvoreno i otvoreno stanje ključa. U prvom, na ulazu je niska razina napona, što ukazuje na logični signal nulte. U ovom načinu rada, obje prijelaze su u suprotnom smjeru (dobiva se graničnik). A struja kolektora može utjecati samo toplinska struja. U otvorenom stanju, visoka razina napona odgovara signalu logičke jedinice na ulazu ključa. Istodobno je moguće raditi na dva načina rada. Takva funkcija može biti u području zasićenja ili linearnog područja izlazne karakteristike. Mi ćemo se više zadržati na njima.

Zasićenost ključa

U takvim slučajevima transistorne prijelaze su pomaknute u smjeru naprijed. Stoga, ako se bazna struja mijenja, tada se vrijednost kolektora ne mijenja. U silikonskim tranzistorima potrebna je približno 0,8 V za postizanje pristranosti, dok za one koji se koriste za kvarcni napon napon varira od 0,2-0,4 V. A kako je općenito zasićenost ključa? Da biste to učinili, bazna struja se povećava. Ali sve ima svoje granice, kao i povećanje zasićenja. Dakle, kada se postigne određena trenutačna vrijednost, ona se zaustavlja. Zašto zasiti ključ? Postoji poseban koeficijent koji odražava stanje stvari. Sa svojim povećanjem, nosivost koju tranzistor tipke imaju, destabilizirajući čimbenici počinju djelovati s manje snage, ali performanse se degradiraju. Stoga se vrijednost koeficijenta zasićenja odabire iz kompromisnih razmatranja, vođenih zadatkom koji će se morati provesti.

Nedostaci nezasićenog ključa

A što će se dogoditi ako optimalna vrijednost nije postignuta? Tada će biti takvih nedostataka:

1. Napon javnog ključa pada na oko 0,5 V.
2. Imunitet buke pogoršat će se. To je zbog povećane ulazne impedancije koja se promatra u ključevima kad su otvorena. Stoga, smetnje poput naponskih udara također će dovesti do promjene parametara tranzistora.
3. Zasićeni ključ ima značajnu stabilnost temperature.

Kao što možete vidjeti, taj je proces još uvijek bolje provesti, na kraju, da biste dobili savršeni uređaj.

brzina

Ovaj parametar ovisi o maksimalnoj dopuštenoj frekvenciji, kada se može izvršiti prebacivanje signala. To zauzvrat ovisi o trajanju prolaznog procesa, koji se određuje pomoću inercije tranzistora, kao i utjecaj parazitarnih parametara. Za mjerenje performansi logičkog elementa, često se navodi srednje vrijeme koje se javlja kada je signal odgođen, kada se prenosi na ključ tranzistora. Krug koji ga prikazuje, obično samo takav prosječni raspon odgovora i pokazuje.

Interakcija s drugim ključevima

Za to se koriste komunikacijski elementi. Dakle, ako prvi ključ na izlazu ima visoku razinu napona, otvaranje drugog otvora otvara i radi u unaprijed postavljenom načinu rada. I obrnuto. Takav lanac komunikacije značajno utječe na prijelaze koji nastaju tijekom prebacivanja i brzine ključeva. Evo kako funkcionira prekidač tranzistora. Najčešći 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 primijeniti tri, četiri ili više elemenata. No, u praksi je teško pronaći takvu aplikaciju pa se operacija tranzistorskog ključa ove vrste ne koristi.

Što odabrati

Sa što je bolje raditi? Zamislimo da imamo jednostavnu tranzistorsku sklopku s naponom napajanja od 0,5 V. Zatim pomoću osciloskopa možete snimiti sve promjene. Ako je struja kolektora postavljena na 0.5mA, napon se smanjuje za 40mV (baza će biti približno 0.8V). Mjerama problema može se reći da je to prilično značajno odstupanje koje nameće ograničenje uporabe u cijelom nizu krugova, na primjer u komutatorima analognih signala. Stoga, oni koriste posebne tranzistorima polja učinka, gdje postoji kontrolno pn spajanje. Njihove prednosti u odnosu na bipolarne rođake su:

1. Beznačajna vrijednost preostalog napona na ključu u stanju kablova.
2. Visoka otpornost i kao rezultat niske struje koja teče kroz zatvoreni element.
3. Niska snaga se troši, tako da značajan izvor kontrolnog napona nije potreban.
4. Možete prebaciti niske razine električnih signala, koji su mali mikrovolti.

Tranzistorski prekidač releja idealan je za polje. Naravno, ta je poruka ovdje objavljena isključivo za čitatelje da imaju ideju o njihovoj primjeni. Malo znanje i pamet - i mogućnosti realizacije, u kojima postoje ključevi tranzistora, bit će izmišljeni velik broj.

Primjer posla

Let`s uzeti bliže pogledati kako jednostavan tranzistor ključ funkcionira. Prebacivan signal se prenosi iz jednog ulaza i uklanja se s drugog izlaza. Kako bi zaključali ključ, vrata tranzistora koriste naponsku mrežu koja premašuje izvor i odvodi vrijednosti za vrijednost veću od 2-3 V. Međutim, treba paziti da ne prijeđe dopušteni raspon. Kada je ključ zatvoren, otpor je relativno velik - prelazi 10 ohma. Ova je vrijednost dobivena zbog toga što dodatno utječe i povratna struja p-n spoja. U istom stanju, kapacitet između kruga preklopnog signala i upravljačke elektrode kreće se od 3 do 30 pF. I sada otvorite ključ za tranzistor. Krug i praksa pokazat će da će tada napon upravljačke elektrode biti blizu nula i jako ovisi o otporu opterećenja i karakteristici uključenog napona. To je zbog cijelog sustava vrata, odvoda i izvora interakcije tranzistora. To stvara određene probleme za rad prekidača.

Kao rješenje ovog problema razvijene su različite sheme koje osiguravaju stabilizaciju napona koji teče između kanala i vrata. I zahvaljujući fizičkim svojstvima, čak se i dioda može koristiti u tom svojstvu. Da biste to učinili, trebao bi biti uključen u izravan smjer zatvaranja napona. Ako se stvori potrebna situacija, dioda će se zatvoriti i pn-spoj će se otvoriti. Za promjenu preklopnog napona, ostaje otvoren i otpor kanala ne mijenja, otpornik visokog otpora može se spojiti između izvora i ulaznog ključa. A prisutnost kondenzatora uvelike će ubrzati proces punjenja spremnika.

Izračunavanje tranzistorskih ključeva

Za razumijevanje dajem primjer izračuna, možete zamijeniti svoje podatke:

1) Kolektorski emiter - 45 V. Ukupna rasipanja snage - 500 mw. Kolektor-emitator je 0,2 V. Granična frekvencija rada je 100 MHz. Osnova emitera - 0,9 V. Kolektorska struja - 100 mA. Statistički koeficijent trenutnog prijenosa je 200.

2) Otpornik struje 60 mA: 5-1,35-0,2 = 3,45.

3) Ocjena otpornosti kolektora: 3,45 0,06 = 57,5 ​​Ohm.

4) Za praktičnost uzmite nazivnu vrijednost od 62 ohma: 3.45 62 = 0.0556 mA.

5) Razmotrite osnovnu struju: 56 200 = 0.28 mA (0.00028 A).

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

7) Definirajte Otpornost otpornika baza: 4.1 0.00028 = 14.642.9 Ohm.

zaključak

I napokon o nazivu "elektronički ključevi". Činjenica je da se stanje mijenja pod utjecajem struje. A što predstavlja? Istina, zbirka elektronskih troškova. Ovo je drugo ime. To je sve u svemu. Kao što možete vidjeti, načelo rada i shema uređaja tranzistorskih ključeva nije nešto komplicirano, tako da to shvatimo - to je izvedivo. Treba napomenuti da čak i autor ovog članka treba malo referenca za osvježenje svoje sjećanja. Stoga, kada se pojave pitanja terminologije, predlažem da se prisjetite dostupnosti tehničkih rječnika i provodite potragu za novim informacijama o ključevima tranzistora.