SU1547054A2 - Транзисторный ключ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к электронным устройствам управлени  элементами автоматических систем и вторичных источников питани . Силовой выходной транзистор содержит катод 3 обратной св зи, резистивный шунт 4, входной транзистор 6, шунтирующие резисторы 7, 10, токостабилизирующие транзисторы 9, 8, 11, резисторы 12, 13, 16, 17, 18, 22, источник 14 питани , токоограничительный диод 15, управл ющий вход 19, полевой транзистор 20, конденсатор 21. Введение силового полевого транзистора 23, резисторов 24, 25 и конденсатора 26 позвол ет ускорить включение силового выходного транзистора, а также ускорить и его выключение, что приводит к общему повышению быстродействи  транзисторного ключа. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электронным устройствам управлени  элементами автоматических систем и вторичных источников питани .

Цель изобретени  повышение бьет- родействи  транзисторного ключа.

Па чертеже изображена электрическа  схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит выходной силовой транзистор 1, выходную клемму 2, коллектор транзистора 1 соединен с катодом диода 3 обратной св зи, а эмиттер транзистора 1 «ерез резистор 4 соединен с минусовой шиной источника литани  и выходной клеммой 5, База силового выходного транзистора 1 соединена с эмиттером входного транзистора 6 л через первый резистор 7 - с минусовой шиной источника питани . База транзистора 6 соединена с анодом диода 3 обратной св зи, коллекторами тотсостабили- зирующих транзисторов 8 и 9 и через второй резистор 19 -с минусовой шиной источника питани . Эмиттер транзистора 8 соединен с базой тргнзис- тора 11 и базой- транзистора 9, база- эмиттерный переход которого шунтирован резистором 2f а эмиттер т-ереч резистор 13 соединен с плюсовой шиной источника питани  14 и через токоог- раничительный диод 35 - с коллектором транзистора 6, в цепи питани  которо го включен резистивный делитель, состо щий из резисторов 16 и 17, точка соединени  которых подключена к эмиттеру транзистора 1I, коллектоо которого соединен с базой транзистора 8 и через резистор 18 - с управл ющим входом 19. Сток полевого транзистора 20 с р-п-перехэдом соединен с базой силового выходного транзистора ,,затвор через конденсатор 21 соединен с входом 19 управлени  и через резистор 22 - с истоком и минусовой шиной источника питани . Исток силового полевого транзистора 23 соединен с коллектором силового выходного транзистора 1, сток его соединен с выходной клеммой 2S а затвор через резистор 24 - с резистором 25, которые посгглю чеи к плюсовой шине 14 питани , и конденсатором 26,который подключен к минусовой шине 27 питани .

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При наличии сигнала логической 1

Г

0

0

5

0

5

н  входе 19 силовой транзистор закрыт . При этом дополнительный конденсатор 26 зар жен до величины напр жени  источника питани . Этот же потенциал приложен к затвору силового полевого транзистора 23. Так как исто- кова  цепь оборвана, а к стоку приложено полное напр жение нагрузки, то на истоке устанавливаетс  напр жение отсечки силового полевого транзистора

23и он закрыт. При подаче на вход 19 логического О силовой транзистор открываетс , при этом к истоку транзистора 23 прикладываетс  остаточное напр жение с коллектора, силового транзистора 1, которое меньше, чем напр жение на конденсаторе 26. Под действием этого напр жени  р-п--пере- ход полевого транзистора 23 смешаетс  в пр мом направлении и через него протекает ток„ определ емый величиной резистора 24. Силовой полевой транзистор 23 открываетс  и его емкость сток-затвор через открывшийс  канал сток-исток разр жаетс .

Ток разр да протекает через резистор 24 и конденсатор 26, разр жа  его. Выбира  величину вспомогательного конденсатора такой, чтобы напр жение на нем после разр да совпало с напр жением делител  на резисторах

24и 25 в установившемс  режиме, можно добитьс  минимального времени переходного процесса включени ,т.е. готовности силового транзисторного ключа .к выключению. Так как ток через резисторы 24 и 25 в установившемс  режиме много меньше тока нагрузки, то он не оказывает вли ни  на работу . схемы управлени  силовым транзистором J , а малое выходное сопротивление силового полевого транзистора 23 улучшает устойчивость ее работы.

о При наличии сигнала логической 1

(U

Ув{

ипиг) на входе 19 транзисторы

0

5 л

8 и 9 закрыты, транзистор 6 также закрыт , следовательно, закрыт и силовой транзистор 1, Потребление тока по цепи питани  отсутствует, что позвол ет использовать транзисторный ключ в режимах плавного нарастани  напр жени  питани .

При подаче на вход 19 логического О ( 0) по цепи базы транзистора 8 через резистор 18 протекает ток. Падение напр жени  на резисторах 12 и 13 от эмиттерного тока транзистора 8 открывает транзистор 11, замыкаетс  отрицательна  обратна  св зь и транзистор 8 выходит на режим стабилизации тока, так как при увеличении тока эмиттера транзистора 8 увеличиваетс  падение напр жени  на резисторах 12 и 13, что вызывает дополнительное открывание транзистора 1 1 , который уменьшает ток базы транзистора 8. Под действием тока коллектора транзистора 8 на резисторе 10 по вл етс  падение напр жени , которое открывает транзистор 6. Падение напр жени  на резисторе 16 от тока коллектора транзистора 6 уменьшает ток коллектора транзистора 11,. при этом транзистор 8 дополнительно открываетс  и падение напр жени  на резисторе 12 увеличиваетс , что еще больше открывает транзистор 9 и, как следствие, транзистор 6. Процесс увеличени  тока коллектора транзистора 9, а следовательно, и транзистора 6 будет продолжатьс  до тех пор, пока не откроетс  диод 3, что произойдет при условии, что напр жение на коллекторе силового транзистора 1 будет меньше напр жени  на базе транзистора 6 на величину падени  напр жени  на диоде 3, после чего увеличение то ка коллектора транзистора 9 не будет вызывать увеличение тока транзистора 6. Схема придет к установившемус  режиму

В случае, если диод 3 не откроетс , то при достижении максимального тока коллектора транзистора 6, напр жение на резисторе 17 станет больше, чем напр жение на диоде J5, диод Л 5 откроетс  и дальнейшее увеличение тока коллектора транзистора 9 прекратитс . Схема придет к другому установившемус  режиму.

С приходом на вход 19 сигнала логической 1 закрываютс  транзисторы 8% 9 и 6, силовой транзистор 1 запираетс , цепь истока силового полевог

470546

транзистора 23 обрываетс , он запираетс , а вспомогательный конденсатор 26 током зар да емкости сток-затвор транзистора 23 зар жаетс  до исходного значени  напр жени .

Так как напр жение отсечки силового полевого транзистора 23 много меньше напр жени  нагрузки (напр жени  на

JQ стоке транзистора 23), а к силовому транзистору 1 прикладываетс  только это напр жение, то по вл етс  возможность выбрать его более низковольтным , а следовательно, более быстроJ5 действующим. Так как быстродействие транзисторного ключа определ ет быстродействие именно бипол рного силового транзистора, то по вл етс  возможность увеличить быстродействие всего

20 транзисторного ключа.

Кроме того, наличие пр мого тока через p-n-переход силового полевого транзистора уменьшаетс  (по сравнению со схемой с заземленным затвором)

25 сопротивление канала сток-исток, что приводит к уменьшению остаточного падени  напр жени  на ключе в целом.

Фор-мула изобретени 

Транзисторный ключ по авт. св. № 1476604, о.тлич ающийс   тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены силовой полевой транзистор с p-n-переходом, дополнительный конденсатор, п тый и шестой резисторы, причем исток силового полевого транзистора соединен t с коллектором выходного силового транзистора, затвор через ьп тый резистор соединен с первыми выводами шестого резистора и дополнительного конденсатора, вторые выводы которых соединены соответственно с плюсовой и минусовой шинами источника питани , а сток силового полевого транзистора соединен с выходом транзисторного ключа.

Claims (1)

1. Транзисторный ключ по авт. св. № 1476604, о.тл ич ающ ий с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены силовой по35 левой транзистор с р-п-переходом, дополнительный конденсатор, пятый и шестой резисторы, причем исток силового полевого транзистора соединен ι ‘ с коллектором выходного силового транзистора, затвор через ьпятый резистор соединен с первыми выводами шестого резистора и дополнительного конденсатора, вторые выводы которых соединены соответственно с плюсовой

   45 и минусовой шинами источника питания, а сток силового полевого транзистора соединен с выходом транзисторного ключа.