Når du arbeider med komplekse kretsløp, er det nyttig å bruke ulike tekniske triks som lar deg nå målet ditt med liten innsats. En av dem er etableringen av transistorbrytere. Hva er de? Hvorfor skal de opprettes? Hvorfor kalles de også "elektroniske nøkler"? Hva er funksjonene i denne prosessen og hva bør jeg være oppmerksom på?
Hva er transistorbrytere laget av
De er laget med felteffekt eller bipolare transistorer. Førstnevnte er videre delt inn i MIS og nøkler som har et kontroll p–n kryss. Blant bipolare skilles ikke-mettede ut. En 12 volts transistornøkkel vil kunne dekke de grunnleggende behovene til en radioamatør.
Statisk driftsmodus
Den analyserer den private og offentlige tilstanden til nøkkelen. Den første inngangen inneholder et lavspenningsnivå, som indikerer et logisk nullsignal. I denne modusen er begge overgangene i motsatt retning (en cutoff oppnås). Og bare termisk kan påvirke kollektorstrømmen. I åpen tilstand, ved inngangen til nøkkelen, er det et høyt spenningsnivå som tilsvarer det logiske enhetssignalet. Det er mulig å jobbe i to modusersamtidig. Slik ytelse kan være i metningsområdet eller det lineære området til utgangskarakteristikken. Vi vil dvele mer ved dem.
Nøkkelmetning
I slike tilfeller er transistorkryssene forspent. Derfor, hvis basisstrømmen endres, vil ikke kollektorverdien endres. I silisiumtransistorer trengs omtrent 0,8 V for å oppnå en bias, mens for germaniumtransistorer svinger spenningen innenfor 0,2-0,4 V. Hvordan oppnås nøkkelmetning generelt? Dette øker grunnstrømmen. Men alt har sine grenser, det samme har økende metning. Så når en viss gjeldende verdi er nådd, slutter den å øke. Og hvorfor utføre nøkkelmetning? Det er en spesiell koeffisient som viser tingenes tilstand. Med økningen øker belastningskapasiteten som transistorbrytere har, destabiliserende faktorer begynner å påvirke med mindre kraft, men ytelsen forringes. Derfor er verdien av metningskoeffisienten valgt fra kompromissbetraktninger, med fokus på oppgaven som må utføres.
Ulemper med en umettet nøkkel
Og hva skjer hvis den optimale verdien ikke er nådd? Da vil det være slike ulemper:
- Spenningen til den offentlige nøkkelen vil falle og tape til omtrent 0,5 V.
- Støyimmunitet vil forverres. Dette skyldes den økte inngangsmotstanden som observeres i tastene når de er i åpen tilstand. Derfor vil forstyrrelser som strømstøt også føre tilendre parameterne til transistorene.
- Mettet nøkkel har betydelig temperaturstabilitet.
Som du kan se, er denne prosessen fortsatt bedre å utføre for til slutt å få en mer perfekt enhet.
Ytelse
Denne parameteren avhenger av den maksim alt tillatte frekvensen når signalbytte kan utføres. Dette avhenger i sin tur av varigheten av transienten, som bestemmes av transistorens treghet, samt påvirkningen av parasittiske parametere. For å karakterisere hastigheten til et logisk element, angis ofte den gjennomsnittlige tiden som oppstår når et signal er forsinket når det sendes til en transistorbryter. Diagrammet som viser det, viser vanligvis bare et slikt gjennomsnittlig svarområde.
Interaksjon med andre nøkler
Tilkoblingselementer brukes til dette. Så hvis den første nøkkelen ved utgangen har et høyt spenningsnivå, åpnes den andre ved inngangen og fungerer i spesifisert modus. Og vice versa. En slik kommunikasjonskrets påvirker i betydelig grad de forbigående prosessene som oppstår under bytte og hastigheten på tastene. Slik fungerer en transistorbryter. De vanligste er kretser der samspillet bare foregår mellom to transistorer. Men dette betyr ikke i det hele tatt at dette ikke kan gjøres med en enhet der tre, fire eller enda flere elementer skal brukes. Men i praksis er det vanskelig å finne en applikasjon for dette,derfor brukes ikke operasjonen til en transistorbryter av denne typen.
Hva du skal velge
Hva er bedre å jobbe med? La oss forestille oss at vi har en enkel transistorbryter, hvis forsyningsspenning er 0,5 V. Deretter, ved hjelp av et oscilloskop, vil det være mulig å fange opp alle endringer. Hvis kollektorstrømmen er satt til 0,5mA, vil spenningen falle med 40mV (basen vil være ca. 0,8V). I henhold til oppgavens standarder kan vi si at dette er et ganske betydelig avvik, som pålegger en begrensning på bruken i en rekke kretser, for eksempel i analoge signalbrytere. Derfor bruker de spesielle felteffekttransistorer, der det er et kontroll p–n-kryss. Fordelene deres fremfor deres bipolare kusiner er:
- Liten restspenning på nøkkelen i ledningstilstanden.
- Høy motstand og som et resultat en liten strøm som går gjennom et lukket element.
- Lavt strømforbruk, så ingen betydelig kontrollspenning er nødvendig.
- Det er mulig å bytte elektriske signaler på lavt nivå som er enheter av mikrovolt.
Den transistoriserte relénøkkelen er den ideelle applikasjonen for feltet. Selvfølgelig er denne meldingen lagt ut her utelukkende slik at leserne har en ide om applikasjonen deres. Litt kunnskap og oppfinnsomhet - og mulighetene for implementeringer der det er transistorbrytere, vil veldig mange bli oppfunnet.
Arbeidseksempel
La oss se nærmere,hvordan en enkel transistorbryter fungerer. Det svitsjede signalet sendes fra en inngang og fjernes fra en annen utgang. For å låse nøkkelen påføres en spenning på porten til transistoren, som overskrider verdiene til kilden og drenerer med en verdi større enn 2-3 V. Men i dette tilfellet bør man passe på å ikke gå utover det tillatte området. Når nøkkelen er lukket, er motstanden relativt stor - mer enn 10 ohm. Denne verdien oppnås på grunn av det faktum at den omvendte forspenningsstrømmen til p-n-krysset i tillegg påvirker. I samme tilstand svinger kapasitansen mellom den svitsjede signalkretsen og kontrollelektroden i området 3-30 pF. La oss nå åpne transistorbryteren. Kretsen og praksis vil vise at da vil spenningen til kontrollelektroden nærme seg null, og er svært avhengig av lastmotstanden og den svitsjede spenningskarakteristikken. Dette skyldes hele systemet med interaksjoner mellom porten, avløpet og kilden til transistoren. Dette skaper noen problemer for drift av avbrytermodus.
Som en løsning på dette problemet er det utviklet ulike kretser som stabiliserer spenningen som flyter mellom kanalen og porten. Dessuten, på grunn av de fysiske egenskapene, kan til og med en diode brukes i denne kapasiteten. For å gjøre dette, bør den inkluderes i foroverretningen til blokkeringsspenningen. Hvis den nødvendige situasjonen er opprettet, vil dioden lukkes, og p-n-krysset åpnes. Slik at når den svitsjede spenningen endres, forblir den åpen, og motstanden til kanalen endres ikke, mellom kilden og inngangen til nøkkelen, kan duslå på høymotstandsmotstanden. Og tilstedeværelsen av en kondensator vil fremskynde prosessen med å lade opp tankene betydelig.
Transistornøkkelberegning
For å forstå, gir jeg et eksempel på beregning, du kan erstatte dataene dine:
1) Samler-emitter - 45 V. Total effekttap - 500 mw. Samler-emitter - 0,2 V. Begrensende frekvens for drift - 100 MHz. Base-emitter - 0,9 V. Kollektorstrøm - 100 mA. Statistisk gjeldende overføringsforhold – 200, 2) 60mA motstand: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Samlermotstandsvurdering: 3,45\0,06=57,5 ohm.
4) For enkelhets skyld tar vi verdien på 62 Ohm: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Vi vurderer basisstrømmen: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Hvor mye vil det være på basismotstanden: 5 - 0, 9=4, 1V.
7) Bestem motstanden til basismotstanden: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Konklusjon
Og til slutt, om navnet "elektroniske nøkler". Faktum er at staten endres under påvirkning av strøm. Og hva representerer han? Det stemmer, totalen av elektroniske avgifter. Det er her det andre navnet kommer fra. Det er alt. Som du kan se, er ikke operasjonsprinsippet og arrangementet av transistorbrytere noe komplisert, så å forstå dette er en gjennomførbar oppgave. Det skal bemerkes at selv forfatteren av denne artikkelen trengte å bruke litt referanselitteratur for å friske opp sitt eget minne. Derfor, hvis du har spørsmål om terminologi, foreslår jeg at du husker tilgjengeligheten av tekniske ordbøker og søker etter en ny.informasjon om transistorbrytere er der.
