Tranzistorové spínače. Princíp fungovania okruhu

Pri práci so zložitými schémami užitočné je použitie rôznych technických trikov, ktoré môžu dosiahnuť tento cieľ trochu úsilia. Jedným z nich je vytvorenie polovodičových spínačov. Čo sú zač? Prečo by mali vytvoriť? Prečo sa im hovorí "elektronické kľúče"? Aké sú rysy tohto procesu, a na čo sa zamerať?

Čo robilo tranzistorové spínače

Sú vykonávané s použitím poľa alebo bipolárnych tranzistorov. Ďalej delia na prvú a TIR kľúče, ktoré majú riadiace p-n-spojenie. Medzi bipolárne nerozlišujú / nasýtené. Tranzistorový spínač 12 V splní základné požiadavky z amatérskej rádio.

statický režim

V nej analyzuje uzavreté a otvorené stavy kľúče. Prvý vstup je nízka úroveň napätia, čo znamená logickú nulového signálu. V takom režime, ako prechod, ako aj v opačnom smere (cut-off sa získa). A zberače prúdu môže ovplyvniť iba teplo. V otvorenom stave do kľúčového vstupu je vysoká úroveň napätia zodpovedajúce logické jedného signálu. Prevádzka je možná v dvoch režimoch súčasne. Takáto operácia môže byť v oblasti nasýtenia alebo lineárne oblasti výstupného charakteristiky. nich budeme diskutovať podrobnejšie.

kľúčovým nasýtenia

V takýchto prípadoch je tranzistor prechody sú pnutím v smere dopredu. Preto, ak zmeníte základnú prúd, hodnota kolektora sa nezmení. V kremíkových tranzistorov pre predpätia asi 0,8 V, je nutné, zatiaľ čo pre germánium kolísaním napätia v 0,2-0,4 V. Kľúčový je dosiahnuté všeobecný nasýtenia? K tomu, základný prúd zvyšuje robiť. Ale všetko má svoje medze, rovnako ako zvýšenie sýtosti. Takže, keď dosiahne určitý aktuálnu hodnotu, prestáva rásť. Ale prečo míňať sýtosť kľúče? K dispozícii je špeciálny sadzba, ktorá odráža stav. So svojimi zvyšujúcimi sa zvyšuje zaťaženie kapacít, ktoré majú tranzistorové spínače, destabilizujúci faktory začnú ovplyvňovať menšiu silu, ale tam je zhoršenie výkonu. Preto hodnota nasýtenia faktor vybraný z kompromisných úvah, sa zameriava na problém, ktorý je potrebné vykonať.

Nevýhody nenasýtené kľúčové

A čo by sa stalo, keby to nebolo dosiahnuté optimálnu hodnotu? Potom sú tieto nedostatky:

1. Napätie na jeseň otvorené kľúč prísť až o 0,5 V.
2. Zhoršiť imunitu. To je v dôsledku zvýšenej vstupná impedancia, ktorá je pozorovaná v kľúčoch, keď sú otvorené. Preto interferencie, ako napäťových špičiek a vedú k zmene parametrov tranzistora.
3. Nasýtené kľúč má značný teplotnú stabilitu.

Ako vidíte, tento proces je stále lepšie plniť úlohy, nakoniec dostať perfektné zariadenie.

rýchlosť

Tento parameter závisí od maximálnej prípustnej frekvencie, môžu byť vykonávané, ak je spínacia signály. To zase závisí od doby trvania transformačného procesu, ktorý je určený zotrvačnosťou tranzistora, ako aj vplyvu parazitných parametrov. Pre charakterizáciu výkonu logický prvok často označujú priemerný čas, ktorý nastane, keď signál oneskorený o jeho odovzdaní v spínacej tranzistor. Diagram ukazuje jeho normálne práve tento priemer rozsah odozvy a relácie.

Interakcie s inými klávesmi

K tomu, používa spojky. Teda, v prípade, že prvý spínací výstup je na vysokej úrovni napätie, potom je v druhom vstupnom otvore a beží vo vopred stanovenom režime. A vice versa. Taký komunikačný obvod podstatne ovplyvňuje prechodových dejov, ktoré sa vyskytujú v priebehu prepínania, a rýchlosť kľúčov. Tu je návod, ako tranzistorový spínač. Najbežnejšia je schéma, v ktorom je interakcia prebieha iba medzi dvoma tranzistory. Ale to neznamená, že to je nemožné, aby zariadenia, ktoré sa bude používať tri alebo štyri alebo dokonca viac prvkov. Ale v praxi to môže byť ťažké nájsť využitie, takže práca tohto typu tranzistorového spínača sa nepoužíva.

Čo si vybrať

Existuje snáď lepšiu prácu? Predstavme si, že máme jednoduchý tranzistorový spínač, zdroj napätia, ktorý je 0,5 V. Potom pomocou osciloskopu dokáže zachytiť všetky zmeny. Ak sú kolektor prúd 0,5 mA pri množinou rýchlosťou, napätie klesne na 40 mV (na základe bude približne 0,8 V). Podľa merítok problému môžeme povedať, že to je celkom významná odchýlka, ktorá ukladá obmedzenia týkajúce sa používania celého radu programov, napríklad prepínače, analógové signály. Preto sú predmetom osobitných tranzistory riadené poľom, ktoré má kontrolný p-n-prechodu. Ich výhody oproti bipolárnej náprotivky sú:

1. Mierny hodnota zvyškového napätia na kľúč v štáte vysielajúcim.
2. Vysoká odolnosť a ako výsledok - malý prúd, ktorý tečie cez uzatvorenú členom.
3. To spotrebováva malé množstvo energie, takže nemusíte významný zdroj riadiaceho napätia.
4. Je možné prepínať elektrické signály nízkej úrovne, ktoré tvoria jednotky mikrovoltov.

prepnúť tranzistorový spínač - to je ideálna aplikácia pre pole. Samozrejme, že táto správa je umiestnená výhradne čitateľom mať predstavu o ich použití. Trochu vedomostí a dôvtipu - a možnosť realizácie, ktorá má tranzistorových spínačov musí byť vytvorený v hojnosti.

prevádzka príklad

Uvažujme podrobnejšie, ako jednoduchý tranzistorový spínač. Prepínanie z jedného vstupného signálu sa vedie a odstránená z iného výstupu. Zamknúť tlačidlá na bráne tranzistora pomocou napätie, ktoré je vyššie ako hodnoty zdroje a kanalizácie na hodnotu väčšiu ako 2-3 V. Treba však dávať pozor, aby nad rámec prípustného rozsahu. Keď je spínač zopnutý, je odpor relatívne veľký - väčší ako 10 ohmov. Táto hodnota sa získa vzhľadom k tomu, že ďalšie postihuje viac a reverznej kľudový prúd pn. V rovnakom stave kapacity medzi spínacím obvode signálov a riadiace elektródou je v rozmedzí 3-30 pF. Teraz otvorte spínač tranzistor. Vedenie vozidla a prax ukáže, že ak napätie hradla sa blíži nule, a je silne závislý na odporu záťaže a prepínané charakteristiky napätia. To je vzhľadom k celému systému interakcií brány, zdroj a odvod tranzistora. To vytvára určité problémy pre použitie v režime vrtuľníka.

Ako riešenie tohto problému sa objavili rôzne systémy boli vyvinuté, ktoré poskytujú stabilizačný napätie, ku ktorému dochádza medzi kanálom a brány. Okrem toho, v dôsledku fyzikálnych vlastností aj diódy môžu byť použité ako také. Za týmto účelom by mala byť zahrnutá v opačnom smere blokovacieho napätia. Ak budete vytvárať potrebné situáciu, dióda sa zavrie a otvorí sa p-n-prechod. K zmene, keď zapnutie napätia zostali otvorené, a odpor kanála sa nezmení, je možno zaradiť vysoko odpor odpor medzi zdrojom a vstupným kľúčmi. A prítomnosť kondenzátorových kapacít výrazne urýchliť proces nabíjania.

Výpočet prepínače tranzistora

Uveďme príklad výpočtu porozumenie, môžete nahradiť svoje kontaktné údaje:

1) kolektor-emitor - 45 V. Celkový stratový výkon - 500 mW. Kolektor-emitor - 0,2 V. medzná kmitočet prevádzky - 100 MHz. Základ-emitor - 0,9 V. kolektorový prúd - 100 mA. Štatistický prenos prúdu pomer - 200.

2) odpor k prúdu 60 mA 5-1,35-0,2 = 3,45.

3) hodnota odporu kolektor: 3,45 \ 0,06 ohmov = 57,5.

4) Pre jednoduchosť budeme mať nominálnu hodnotu 62 ohmov: 3,45 \ 62 = 0,0556 mA.

5) Predpokladáme základné prúd: 56 \ 200 = 0,28 mA (0,00028 A).

6) Koľko bude odpor base: 5-0,9 = 4,1V.

7) určenie odolnosti základného odpor: 4.1 \ = 0,00028 Ohm 14,642,9.

záver

A konečne, o názve "elektronických kľúčov". Skutočnosť, že štát sa zmení prúdom. A čo je to? To je pravda, sada elektronických poplatkov. Z toho a tam je druhé meno. Ale všeobecne, a vôbec. Ako môžete vidieť, princíp činnosti a zariadenia obvod tranzistorové spínače nie je niečo zložitejšie, takže sa to pochopiť - to je uskutočniteľné. Je potrebné poznamenať, že aj autor tohto článku sa osviežiť svoju pamäť trvalo trochu príručky, ktorú si vypožičal. Preto, ak máte nejaké otázky k terminológii navrhujem pripomenúť prítomnosť technických slovníkov a vyhľadávanie nových informácií o tranzistor tam spínača.