Podczas pracy ze złożonymi obwodami przydatne jest stosowanie różnych technicznych sztuczek, które pozwalają osiągnąć cel przy niewielkim wysiłku. Jednym z nich jest tworzenie przełączników tranzystorowych. Czym oni są? Dlaczego miałyby powstać? Dlaczego nazywa się je również „kluczami elektronicznymi”? Jakie są cechy tego procesu i na co powinienem zwrócić uwagę?
Z czego wykonane są przełączniki tranzystorowe
Są one wykonane przy użyciu tranzystorów polowych lub bipolarnych. Te pierwsze są dalej podzielone na MIS i klucze, które mają kontrolne złącze p–n. Wśród dwubiegunowych wyróżnia się nienasycone. Klucz tranzystorowy 12 V będzie w stanie zaspokoić podstawowe potrzeby radioamatora.
Statyczny tryb pracy
Analizuje prywatny i publiczny stan klucza. Pierwsze wejście zawiera niski poziom napięcia, co wskazuje na sygnał zera logicznego. W tym trybie oba przejścia są w przeciwnym kierunku (uzyskuje się odcięcie). I tylko termiczna może wpływać na prąd kolektora. W stanie otwartym na wejściu klucza występuje wysoki poziom napięcia odpowiadający sygnałowi jednostki logicznej. Możliwość pracy w dwóch trybachjednocześnie. Taka wydajność może znajdować się w obszarze nasycenia lub w obszarze liniowym charakterystyki wyjściowej. Zajmiemy się nimi bardziej szczegółowo.
Nasycenie klawiszy
W takich przypadkach złącza tranzystorów są spolaryzowane w kierunku przewodzenia. Dlatego jeśli zmieni się prąd bazowy, wartość kolektora się nie zmieni. W tranzystorach krzemowych do uzyskania polaryzacji potrzebne jest około 0,8 V, podczas gdy w przypadku tranzystorów germanowych napięcie waha się w granicach 0,2-0,4 V. Jak ogólnie osiąga się nasycenie klucza? Zwiększa to prąd podstawowy. Ale wszystko ma swoje granice, podobnie jak rosnące nasycenie. Tak więc, gdy osiągnięta zostanie określona wartość prądu, przestaje rosnąć. A po co przeprowadzać nasycenie klawiszy? Istnieje specjalny współczynnik, który wyświetla stan rzeczy. Wraz z jego wzrostem zwiększa się obciążalność przełączników tranzystorowych, czynniki destabilizujące zaczynają oddziaływać z mniejszą siłą, ale wydajność pogarsza się. Dlatego wartość współczynnika nasycenia wybiera się z rozważań kompromisowych, skupiając się na zadaniu, które będzie musiało zostać wykonane.
Wady nienasyconego klucza
A co się stanie, jeśli optymalna wartość nie zostanie osiągnięta? Wtedy będą takie wady:
- Napięcie klucza publicznego spadnie i spadnie do około 0,5 V.
- Odporność na zakłócenia ulegnie pogorszeniu. Wynika to ze zwiększonej rezystancji wejściowej obserwowanej w kluczach, gdy są one w stanie otwartym. Dlatego zakłócenia, takie jak przepięcia, również będą prowadzić do:zmiana parametrów tranzystorów.
- Nasycony klawisz ma znaczną stabilność temperaturową.
Jak widać, ten proces jest nadal lepszy do przeprowadzenia, aby ostatecznie uzyskać doskonalsze urządzenie.
Wydajność
Ten parametr zależy od maksymalnej dopuszczalnej częstotliwości, przy której można wykonać przełączanie sygnału. To z kolei zależy od czasu trwania stanu nieustalonego, który jest określony przez bezwładność tranzystora, a także wpływ parametrów pasożytniczych. Aby scharakteryzować prędkość elementu logicznego, często wskazuje się średni czas, który występuje, gdy sygnał jest opóźniony, gdy jest przesyłany do przełącznika tranzystorowego. Diagram, który go wyświetla, zwykle pokazuje właśnie taki średni zakres odpowiedzi.
Interakcja z innymi klawiszami
Służą do tego elementy połączenia. Tak więc, jeśli pierwszy klucz na wyjściu ma wysoki poziom napięcia, drugi otwiera się na wejściu i działa w określonym trybie. I wzajemnie. Taki obwód komunikacyjny znacząco wpływa na procesy przejściowe zachodzące podczas przełączania i szybkość klawiszy. Tak działa przełącznik tranzystorowy. Najczęściej spotykane są obwody, w których interakcja zachodzi tylko między dwoma tranzystorami. Ale to wcale nie znaczy, że nie może tego zrobić urządzenie, w którym zostaną użyte trzy, cztery, a nawet więcej elementów. Ale w praktyce trudno znaleźć na to zastosowanie,dlatego działanie przełącznika tranzystorowego tego typu nie jest wykorzystywane.
Co wybrać
Z czym lepiej pracować? Wyobraźmy sobie, że mamy prosty przełącznik tranzystorowy, którego napięcie zasilania wynosi 0,5 V. Wtedy za pomocą oscyloskopu będzie można wychwycić wszystkie zmiany. Jeśli prąd kolektora zostanie ustawiony na 0,5mA, to napięcie spadnie o 40mV (baza będzie miała około 0,8V). Według standardów zadania można powiedzieć, że jest to dość znaczne odchylenie, które nakłada ograniczenia na zastosowanie w wielu obwodach, na przykład w przełącznikach sygnałów analogowych. Dlatego używają specjalnych tranzystorów polowych, w których znajduje się złącze sterujące p–n. Ich przewagi nad dwubiegunowymi kuzynami to:
- Mała wartość napięcia szczątkowego na kluczu w stanie okablowania.
- Wysoka rezystancja, a co za tym idzie niewielki prąd przepływający przez zamknięty element.
- Niskie zużycie energii, więc nie jest potrzebne znaczne napięcie sterujące.
- Możliwe jest przełączanie sygnałów elektrycznych niskiego poziomu, które są jednostkami mikrowolt.
Klucz przekaźnika tranzystorowego to idealne zastosowanie w terenie. Oczywiście ta wiadomość jest publikowana tutaj wyłącznie po to, aby czytelnicy mieli pojęcie o ich zastosowaniu. Trochę wiedzy i pomysłowości - a możliwości wdrożeń, w których występują przełączniki tranzystorowe, wymyśli się ich bardzo wiele.
Przykład pracy
Przyjrzyjmy się bliżej,jak działa prosty przełącznik tranzystorowy. Przełączany sygnał jest przesyłany z jednego wejścia i usuwany z innego wyjścia. Aby zablokować klucz, do bramki tranzystora przykładane jest napięcie, które przekracza wartości źródła i drenuje o wartość większą niż 2-3 V. Jednak w tym przypadku należy uważać, aby nie wykraczać poza dopuszczalny zakres. Gdy klucz jest zamknięty, jego rezystancja jest stosunkowo duża – ponad 10 omów. Wartość tę uzyskuje się dzięki temu, że dodatkowo wpływa na prąd polaryzacji wstecznej złącza p-n. W tym samym stanie pojemność między przełączanym obwodem sygnału a elektrodą sterującą waha się w zakresie 3-30 pF. Teraz otwórzmy przełącznik tranzystorowy. Obwód i praktyka pokażą, że wtedy napięcie elektrody sterującej zbliża się do zera i jest wysoce zależne od rezystancji obciążenia i charakterystyki napięcia przełączanego. Wynika to z całego układu interakcji bramki, drenu i źródła tranzystora. Stwarza to pewne problemy podczas pracy w trybie przerywacza.
Jako rozwiązanie tego problemu opracowano różne obwody, które stabilizują napięcie płynące między kanałem a bramką. Co więcej, ze względu na właściwości fizyczne, nawet dioda może być wykorzystana w tej pojemności. Aby to zrobić, należy go uwzględnić w kierunku przewodzenia napięcia blokującego. Jeśli zostanie stworzona niezbędna sytuacja, dioda zamknie się, a złącze p-n otworzy się. Tak więc, gdy zmienia się przełączane napięcie, pozostaje otwarte, a rezystancja jego kanału nie zmienia się, między źródłem a wejściem klucza możnawłącz rezystor wysokooporowy. A obecność kondensatora znacznie przyspieszy proces ładowania zbiorników.
Obliczanie klucza tranzystorowego
Dla zrozumienia podam przykład obliczenia, możesz podstawić swoje dane:
1) Kolektor-emiter - 45 V. Całkowite rozpraszanie mocy - 500 mw. Kolektor-emiter - 0,2 V. Częstotliwość graniczna działania - 100 MHz. Baza-emiter - 0,9 V. Prąd kolektora - 100 mA. Współczynnik transferu prądu statystycznego – 200.
2) Rezystor 60mA: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Ocena rezystancji kolektora: 3,45\0,06=57,5 omów.
4) Dla wygody przyjmujemy wartość 62 Ohm: 3, 45\62=0,0556 mA.
5) Bierzemy pod uwagę prąd bazowy: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Ile będzie na oporniku bazowym: 5 - 0, 9=4, 1 V.
7) Określ rezystancję rezystora podstawowego: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 omów
Wniosek
I na koniec, o nazwie „klucze elektroniczne”. Faktem jest, że stan zmienia się pod wpływem prądu. A co on reprezentuje? Zgadza się, całość opłat elektronicznych. Stąd pochodzi drugie imię. To wszystko. Jak widać, zasada działania i rozmieszczenie przełączników tranzystorowych nie są czymś skomplikowanym, więc zrozumienie tego jest wykonalnym zadaniem. Należy zauważyć, że nawet autor tego artykułu musiał skorzystać z literatury referencyjnej, aby odświeżyć własną pamięć. Dlatego jeśli masz pytania dotyczące terminologii, sugeruję przypomnieć sobie dostępność słowników technicznych i poszukać nowego.jest tam informacja o przełącznikach tranzystorowych.
