Ключевой режим работы транзистора - Электроника и схемотехника аналоговых устройств

1. Транзисторный ключ с общим эмиттером

Наибольшее распространение в цифровой и импульсной технике имеет ключ с общим эмиттером.

В схеме - коллекторная нагрузка, с которой снимается выходной сигнал

Входной сигнал U1 подается на транзистор через резистор Rб, который ограничивает входной ток при изменениях U1. Схема по внешнему виду не отличается от схемы усилительного каскада. Главное отличие заключается в режиме работы ключа. Режим обеспечивается величиной входного сигнала и параметрами схемы. Если транзистор в усилительном режиме работает только в активной области в режиме малого входного сигнала (линейный режим), то в ключе - в режиме большого сигнала (ключевой режим). Входное напряжение выходит за пределы уровня включения и выключения ключа.

Транзистор находится после очередного переключения или в состоянии отсечки, или в состоянии насыщения (или близком к насыщению, если ключ ненасыщенный). При переключении же он в активном режиме.

определяется из известного условия насыщения iб ? Iбн.

Подставив в него значения

;

Получим.

На выходе ему соответствует напряжение, равное остаточному напряжению на коллекторе Uкн.

Для запертого транзистора

,

Где Iб0 - обратный ток базы при запирании транзистора.

Транзистор запирается при

,

И уровень выключения

.

Так как,

То можно считать

.

Соответствующее этому уровню выходное напряжение

.

Так как, то можно считать.

На характеристике CD - участок насыщения (ключ включен), AB - участок отсечки (ключ выключен), BC - активный режим (переключение ключа).

Рассмотрим эти режимы на выходных характеристиках.

По заданному типу транзистора строится семейство выходных характеристик

С ОЭ (рисунок 5.23) и линия нагрузки для некоторого заданного сопротивления Rк по уравнению

.

При, при.

Эти координаты отмечаются на графике, соединяются прямой линией. Это и будет линией нагрузки.

Точка 1 соответствует режиму отсечки.

.

В этом режиме оба перехода (эмиттерный и коллекторный) смещены в обратном направлении (,) и заперты. Однако текут небольшие тепловые токи,,. Но тепловой ток эмиттера намного меньше теплового тока коллектора, поэтому можно считать

, а.

Напряжение на коллекторе при этом равно

.

При большом положительном входном напряжении транзистор находится в состоянии насыщения (точка 2 на рисунке 5.23). Оба перехода смещены в прямом направлении (, ). Напряжения на переходах малы, остаточное напряжение близко к нулю. Все три электрода эквипотенциальны, т. е. транзистор можно рассматривать как место короткого замыкания, и тогда токи в ключе определяются только параметрами внешних цепей.

Активному режиму соответствует точка 3 (рисунок 5.23). При изменении тока базы ток коллектора увеличивается

А напряжение на коллекторе уменьшается

Похожие статьи




Ключевой режим работы транзистора - Электроника и схемотехника аналоговых устройств

Предыдущая | Следующая