Транзісторні ключі. Схема, принцип роботи

При работе зі складаний схемами корисностей є использование різніх технічних хітрощів, Які дозволяють досягті поставленої мети малими зусилля. Однією з них є создания транзисторних ключів. Чим смороду є? Навіщо їх Варто створюваті? Чому їх ще назівають «електронні ключі»? Які Особливості даного процесса є и на что слід звертати Рамус?

Відео: Transistor key

На чому робляться транзісторні ключі

Смороду віконуються з Використання польових або біполярніх транзісторів. Перші додатково діляться на МДП и ключі, Які ма ють керуючий р-n-Перехід. Серед біполярніх розрізняються НЕ / насічені. Транзисторні ключі 12 Вольт зможу задовольніті основні Предложения з боку радіоаматора.

Статичність режим роботи

У ньом проводитися аналіз закритого и відкритого стану ключа. У Першому на вході находится низьких рівень напруги, Який позначає сигнал логічного нуля. При такому режімі обидвоє переходу знаходяться в зворотнього напрямку (Вихід відсічення). А на колекторно струм может вплінуті только теплової. У відкрітому стані на вході ключа находится високий рівень напруги, відповідній сигналу логічної одиниці. Можливе є робота в двох режимах одночасно. Таке Функціонування может буті в області насічення або лінійної області вихідний характеристики. На них ми Зупинимо детальніше.

насічення ключа

У таких випадка переходь транзистора є зміщенімі в прямому напрямку. Тому, если змініться струм бази, то значення на колекторі НЕ поміняється. У кремнієвіх транзисторах для Отримання зміщення та патенти примерно 0,8 В, тоді як для германієвих напряжение колівається в рамках 0,2-0,4 В. А як Взагалі досягається насічення ключа? Для цього збільшується струм бази. Альо все має свои Межі, так само як и Збільшення насічення. Так, при досягненні Певного значення Струму, воно пріпіняє збільшітіся. А навіщо Проводити насічення ключа? Є Спеціальний коефіцієнт, что відображає стан справ. З его збільшенням растет здатність НАВАНТАЖЕННЯ, якові ма ють транзісторні ключі, дестабілізуючі фактори почінають впліваті з меншими силою, но відбувається погіршення швідкодії. Тому значення коефіцієнта насічення вібірають з компромісніх міркувань, орієнтуючісь по завдання, якові необходимо буде віконаті.

Недоліки ненасіченого ключа

А що буде, Якщо не Було досягнуть оптимальні значення? Тоді з`являться Такі недоліки:

Відео: транзисторні ключі

1. Напруга відкритого ключа впадаючи Втрата примерно до 0,5 В.
2. Погіршіться стійкість. Це пояснюється зростанням вхіднім опором, что спостерігається в ключах, коли смороду у відкрітому стані. Тому перешкоду на зразок стрібків напруги будут приводити и до Зміни параметрів транзісторів.
3. Насіченій ключ має значний температурний стабільність.

Як бачите, цею процес все ж краще Проводити, щоб в кінцевому підсумку отріматі більш досконале Пристрій.

швідкодія

Цей параметр Залежить від максімальної допустімої частоти, коли может здійснюватіся перемикань сігналів. Це в свою Черга Залежить від трівалості перехідного процесса, что візначається інерційністю транзистора, а такоже Вплив паразитних параметрів. Для характеристики швідкодії логічного елемента часто вказують середній час, Який відбувається при затрімці сигналу, при его передачі в транзисторних ключів. Схема, что відображає его, зазвічай самє такий усередненій ДІАПАЗОН відгуку и показує.

Взаємодія з іншімі ключами

Для цього Використовують елементи зв`язку. Так, если перший ключ на віході має високий рівень напруги, то на вході іншого відбувається Відкриття и працює в заданому режімі. І навпаки. Така ланцюг зв`язку істотно впліває на Перехідні процеси, что вінікають во время перемикань и швідкодії ключів. Ось як працює транзисторні ключі. Найбільш Поширеними є схеми, в якіх Взаємодія відбувається только между двома транзисторами. Альо це зовсім НЕ означає, что це нельзя сделать прістроєм, в якому буде застосовуватіся три, Чотири або даже более число елементів. Альо на практике такого складно буває найти! Застосування, тому робота транзисторного ключа такого типу и не вікорістовується.

Що вібрато

З чим краще працювати? Давайте уявімо, что у нас є простий транзисторні ключі, напряжение живлення которого ставити 0,5 В. Тоді з Використання осцилографи можна буде зафіксуваті всі Зміни. Если струм колектора віставіті в размере 0,5мА, то напряжение впадаючи на 40 мВ (на базі буде примерно 0,8 В). За міркамі завдання можна Сказати, что це й достатньо Значне відхилення, Пожалуйста накладає обмеження на использование в ціліх рядах схем, например, в комутатори аналогових сігналів. Тому в них застосовуються СПЕЦІАЛЬНІ польові транзистори, де є керуючий р-n-Перехід. Їх Преимущества над біполярнімі побратимами Такі:

Відео: транзисторні ключі. Як підключіті и де застосуваті.

1. Незначна значення залішкової напруги на ключі в стані проводки.
2. Високий Опір І, як результат - малий струм, что протікає по Закритому елементи.
3. Спожівається мала Потужність, тому не потрібен Значний джерело напруги, что управляє.
4. Можна коммутировать електричної сигналі низьких уровня, Які складають одиниці мікровольт.

Транзисторні ключі реле - вісь Ідеальне! Застосування для польових. Звичайний, це ПОВІДОМЛЕННЯ тут Розміщено Виключно для того, щоб читачі малі уявлення про їх! Застосування. Трохи знань и кмітлівості - и можливости реалізацій, в якіх є транзісторні ключі, буде придумано безліч.

приклад роботи

Давайте розглянемо більш детально, як функціонує простий транзисторні ключі. Комутованій сигнал передається з одного входу и знімається з Іншого виходи. Щоб замкнути ключ, на затвор транзистора Використовують подачу напруги, Пожалуйста перевіщує значення виток и стоку на величину, більшу в 2-3 В. Альо при цьом слід дотримуватись обережності и не віходити за Межі допустимого діапазону. Коли ключ закритий, то его Опір относительно велосипеді - перевіщує 10 Ом. Таке значення виходів Завдяк того, что додатково впліває ще й струм зворотнього Зсув p-n переходу. У цьом ж стані Ємність между Ланцюг перемікається сигналу и Керуюча електродом колівається в діапазоні 3-30 пФ. А тепер відкріємо транзисторні ключі. Схема и практика покажуть, что тоді напряжение керуючого електрода буде набліжатіся до нуля, и сильно Залежить від опору НАВАНТАЖЕННЯ и комутованою характеристики напруги. Це обумовлено цілою системою взаємодій затвора, стоку и виток транзистора. Це створює певні проблеми для роботи в режімі перерівніка.

Як вирішенню проблеми були розроблені Різні схеми, Які забезпечують стабілізацію напруги, что протікає между каналом и затвором. Причем Завдяк фізичним властівостям в такій якості может використовуват даже діод. Для цього его слід Включити в прямому напрямок замікаючої напруги. Якщо буде створюватіся необхідна ситуация, то діод закріється, а р-n-Перехід відкріється. Щоб при зміні комутованого напруги ВІН залишавсь відкрітім, и Опір его каналу не змінювалося, между виток и входом ключа можна Включити вісокоомній резистор. А наявність конденсатора значний пришвидшити процес перезарядки ємностей.

Розрахунок транзисторного ключа

Для розуміння привожу приклад розрахунку, можете підставіті свои дані:

1) Колектор-емітер - 45 В. Загальна Потужність розсіювання - 500 mw. Колектор-емітер - 0,2 В. Гранична частота роботи - 100 мГц. База-емітер - 0,9 В. колекторно струм - 100 мА. Статистичний коефіцієнт передачі Струму - 200.

2) Резистор для Струму 60 мА: 5-1,35-0,2 = 3,45.

Відео: A simple transistor switch

3) номінал опору колектора: 3,45 0,06 = 57,5 Ом.

4) Для зручності беремо номінал в 62 Ом: 3,45 62 = 0,0556 мА.

5) Вважаємо ток бази: 56 200 = 0,28 мА (0,00028 А).

6) Скільки буде на резісторі бази: 5 - 0,9 = 4,1В.

7) Візначаємо Опір резистора бази: 4,1 0,00028 = 14,642,9 Ом.

Висновок

І наостанок про Назву "електронні ключі". Справа в тому, что стан змінюється під дією Струму. А що ВІН собою представляет? Вірно, сукупність Електрон зарядів. Від цього и походити одного назва. Ось в цілому и все. Як бачите, принцип роботи и схема пристрою транзисторних ключів НЕ є чімось складним, тому розібратіся в цьом - справа посильну. Слід зауважіті, что даже автору цієї статті для освіження власної пам`яті треба Було немного покорістуватіся довідковою літературою. Тому при вінікненні вопросам до термінології пропоную згадаті про наявність технічних Словників и Проводити поиск новой информации про транзісторні ключі самє там.