När du arbetar med komplexa kretsar är det användbart att använda olika tekniska knep som gör att du kan nå ditt mål med liten ansträngning. En av dem är skapandet av transistoromkopplare. Vad är dem? Varför ska de skapas? Varför kallas de också för "elektroniska nycklar"? Vilka funktioner har den här processen och vad ska jag vara uppmärksam på?
Vad är transistoromkopplare gjorda av
De är gjorda med hjälp av fälteffekt eller bipolära transistorer. De förra är vidare uppdelade i MIS och nycklar som har en kontroll p–n-övergång. Bland bipolära särskiljs icke-mättade. En 12 volts transistornyckel kommer att kunna tillgodose de grundläggande behoven hos en radioamatör.
Statiskt driftläge
Den analyserar nyckelns privata och offentliga tillstånd. Den första ingången innehåller en låg spänningsnivå, vilket indikerar en logisk nollsignal. I detta läge är båda övergångarna i motsatt riktning (en cutoff erhålls). Och endast termisk kan påverka kollektorströmmen. I öppet tillstånd, vid ingången av nyckeln, finns en hög spänningsnivå som motsvarar den logiska enhetssignalen. Det är möjligt att arbeta i två lägensamtidigt. Sådan prestanda kan vara i mättnadsområdet eller det linjära området för utgångskarakteristiken. Vi kommer att uppehålla oss mer i detalj.
Nyckelmättnad
I sådana fall är transistorövergångarna framåtspända. Därför, om basströmmen ändras, kommer inte kollektorvärdet att ändras. I kiseltransistorer behövs ungefär 0,8 V för att få en bias, medan för germaniumtransistorer fluktuerar spänningen inom 0,2-0,4 V. Hur uppnås nyckelmättnad i allmänhet? Detta ökar basströmmen. Men allt har sina gränser, liksom ökande mättnad. Så när ett visst aktuellt värde uppnås slutar det att öka. Och varför utföra nyckelmättnad? Det finns en speciell koefficient som visar läget. Med dess ökning ökar belastningskapaciteten som transistoromkopplare har, destabiliserande faktorer börjar påverka med mindre kraft, men prestandan försämras. Därför väljs värdet på mättnadskoefficienten utifrån kompromissöverväganden, med fokus på den uppgift som kommer att behöva utföras.
Nackdelar med en omättad nyckel
Och vad händer om det optimala värdet inte har uppnåtts? Då kommer det att finnas sådana nackdelar:
- Spänningen för den publika nyckeln kommer att sjunka och förloras till cirka 0,5 V.
- Brusimmuniteten kommer att försämras. Detta beror på det ökade ingångsmotståndet som observeras i tangenterna när de är i öppet tillstånd. Därför kommer störningar som strömstörningar också att leda tilländrar parametrarna för transistorer.
- Mättad nyckel har betydande temperaturstabilitet.
Som du kan se är denna process fortfarande bättre att genomföra för att i slutändan få en mer perfekt enhet.
Prestanda
Denna parameter beror på den maxim alt tillåtna frekvensen när signalväxling kan utföras. Detta beror i sin tur på varaktigheten av transienten, som bestäms av transistorns tröghet, såväl som påverkan av parasitparametrar. För att karakterisera hastigheten hos ett logiskt element anges ofta den genomsnittliga tid som inträffar när en signal är fördröjd när den sänds till en transistoromkopplare. Diagrammet som visar det visar vanligtvis bara ett sådant genomsnittligt svarsintervall.
Interaktion med andra nycklar
Anslutningselement används för detta. Så om den första tangenten vid utgången har en hög spänningsnivå, öppnar den andra vid ingången och fungerar i det angivna läget. Och vice versa. En sådan kommunikationskrets påverkar avsevärt de transienta processerna som uppstår under omkopplingen och tangenternas hastighet. Så här fungerar en transistoromkopplare. De vanligaste är kretsar där interaktionen endast sker mellan två transistorer. Men detta betyder inte alls att detta inte kan göras av en enhet där tre, fyra eller till och med fler element kommer att användas. Men i praktiken är det svårt att hitta en applikation för detta,därför används inte driften av en transistoromkopplare av denna typ.
Vad man ska välja
Vad är bättre att arbeta med? Låt oss föreställa oss att vi har en enkel transistoromkopplare, vars matningsspänning är 0,5 V. Sedan, med hjälp av ett oscilloskop, kommer det att vara möjligt att fånga alla förändringar. Om kollektorströmmen är inställd på 0,5mA kommer spänningen att sjunka med 40mV (basen blir cirka 0,8V). Enligt uppgiftens standarder kan vi säga att detta är en ganska betydande avvikelse, vilket innebär en begränsning av användningen i ett antal kretsar, till exempel i analoga signalomkopplare. Därför använder de speciella fälteffekttransistorer, där det finns en kontroll p–n-övergång. Deras fördelar jämfört med sina bipolära kusiner är:
- Liten restspänning på nyckeln i ledningsläget.
- Högt motstånd och som ett resultat en liten ström som flyter genom ett slutet element.
- Låg strömförbrukning, så ingen betydande styrspänning behövs.
- Det är möjligt att koppla elektriska lågnivåsignaler som är enheter av mikrovolt.
Den transistoriserade relänyckeln är den idealiska applikationen för fältet. Naturligtvis publiceras detta meddelande här enbart för att läsarna ska ha en uppfattning om deras tillämpning. Lite kunskap och uppfinningsrikedom - och möjligheterna till implementeringar där det finns transistoromkopplare, väldigt många kommer att uppfinnas.
Arbetsexempel
Låt oss ta en närmare titt,hur en enkel transistoromkopplare fungerar. Den omkopplade signalen sänds från en ingång och tas bort från en annan utgång. För att låsa nyckeln appliceras en spänning på transistorns gate, som överstiger källans värden och dränerar med ett värde större än 2-3 V. Men i det här fallet bör man se till att inte gå utanför det tillåtna intervallet. När nyckeln är stängd är dess motstånd relativt stort - mer än 10 ohm. Detta värde erhålls på grund av det faktum att den omvända förspänningsströmmen för p-n-övergången dessutom påverkar. I samma tillstånd fluktuerar kapacitansen mellan den switchade signalkretsen och styrelektroden i intervallet 3-30 pF. Låt oss nu öppna transistoromkopplaren. Kretsen och praxis kommer att visa att då kommer spänningen på styrelektroden att närma sig noll och är starkt beroende av belastningsresistansen och den omkopplade spänningskarakteristiken. Detta beror på hela systemet av interaktioner mellan gate, dränering och källa för transistorn. Detta skapar vissa problem för avbrottsläge.
Som lösning på detta problem har olika kretsar utvecklats som stabiliserar spänningen som flyter mellan kanalen och grinden. Dessutom, på grund av de fysiska egenskaperna, kan även en diod användas i denna egenskap. För att göra detta bör den inkluderas i blockeringsspänningens framåtriktning. Om den nödvändiga situationen skapas kommer dioden att stängas och p-n-övergången öppnas. Så att när den omkopplade spänningen ändras förblir den öppen och motståndet i dess kanal inte ändras, mellan källan och ingången på nyckeln, kan duslå på högresistansmotståndet. Och närvaron av en kondensator kommer avsevärt att påskynda processen för att ladda tankarna.
Transistornyckelberäkning
För förståelse ger jag ett exempel på beräkning, du kan ersätta dina data:
1) Kollektor-emitter - 45 V. Total effektförlust - 500 mw. Kollektor-sändare - 0,2 V. Begränsande frekvens för drift - 100 MHz. Base-emitter - 0,9 V. Kollektorström - 100 mA. Statistisk överföringskvot – 200, 2) 60mA motstånd: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Kollektorresistansklassificering: 3,45\0,06=57,5 ohm.
4) För enkelhetens skull tar vi värdet 62 Ohm: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Vi betraktar basströmmen: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Hur mycket kommer att finnas på basmotståndet: 5 - 0, 9=4, 1V.
7) Bestäm resistansen för basmotståndet: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Slutsats
Och till sist, om namnet "elektroniska nycklar". Faktum är att staten förändras under påverkan av ström. Och vad representerar han? Det stämmer, hela elektroniska avgifter. Det är härifrån det andra namnet kommer. Det är allt. Som du kan se är driftprincipen och arrangemanget av transistoromkopplare inte något komplicerat, så att förstå detta är en genomförbar uppgift. Det bör noteras att även författaren till denna artikel behövde använda lite referenslitteratur för att fräscha upp sitt eget minne. Därför, om du har frågor om terminologi, föreslår jag att du återkallar tillgången till tekniska ordböcker och söker efter en ny.information om transistoromkopplare finns där.
