Электроника



Pdf көрінісі
бет42/51
Дата04.09.2023
өлшемі2,72 Mb.
#180168
1   ...   38   39   40   41   42   43   44   45   ...   51
Байланысты:
электроника

 
3.1.18 Электронды кілт
Электрондық кілт жүктемедегі токты ауыстыруға (ауыстыруға) арналған. 
Егер кілт өте жақсы болса, онда оның ашық күйдегі кедергісі шексіздікке тең, ал 
жабық күйде ол нөлге тең болады. Электрондық кілт идеалдан өзгеше. Жартылай 
өткізгіш кілт тізбегінде кілттің рөлін жалпы эмитенті бар сұлба бойынша 
қосылған биполярлы транзистор немесе жалпы көзі бар сұлба бойынша қосылған 
өріс атқарады. Бұрын диодтарға сұлбалар кеңінен қолданылды (1.70 сурет). 
1.70 сурет 
Басқару кернеуі болмаған кезде диод кілті құлыпталады. Диодтардың 
анодтарына оң басқару кернеуі берілген кезде диодтар ашылып, кілт жабылады. 
Диодтық кілттің ығысу кернеуі D1 id2 диодтарындағы тікелей кернеулердің 
айырмашылығымен анықталады. Таңдалған диодтармен ығысу кернеуі 1 
шегінде болады 5 мВ. Коммутация уақыты диодтардың жылдамдығымен 
анықталады. Диодтық кілттер үшін әдетте Шотки диодтары немесе жұқа негізі 
бар кремний эпитаксиалды диодтар қолданылады. Осы диодтарда заряд 


92 
тасымалдаушылардың әсерлері және олардың пәрменділігі әлсіз екендігі бөгетті 
сыйымдылықтарды қайта зарядтауда анық көрінуде. Ашық диодтың 
дифференциалды кедергісі диодтардың дифференциалды кедергілерінің 
қосындысына тең және 1-ден 50 Ом-ға дейін болуы мүмкін. 
Бұл кілттің басты кемшілігі-басқару сигналының rni жүктемесі арқылы 
тікелей өтуі. Кедергі кернеуін азайту үшін бұл тізбекті сигнал көзі мен жүктеме 
кедергісінің төмен кедергісі үшін қолданған жөн. Сонымен қатар, басқару 
тізбегіндегі токты азайту үшін ry кедергісін арттырған жөн. Алайда, басқару 
тогының төмендеуі диодтардың дифференциалды кедергісінің жоғарылауына 
әкелетінін ескеру қажет. 
Биполярлы транзисторлардың кілттері диодтық кілттерге қарағанда 
анағұрлым жетілдірілген және электронды тізбектерде жиі қолданылады. Бір 
биполярлық транзистордағы қарапайым кілт суретте көрсетілген. 2.27. Ол T1 
негізгі транзисторынан және T2 транзисторындағы басқару тізбегінен тұрады. 
Құрылымы бойынша транзисторлық кілт суретте көрсетілген қос диодты кілтке 
ұқсас. 2.26. Базалық ток болмаған кезде T1 Транзисторы жабылып, кілт 
ашылады, ал басқару тогының негізі арқылы өтетін кезде іб>іб.кілт бізге жабық. 
Бұл жағдайда коллекторлық және эмиттер өткелдері ашық және күріш 
сұлбасындағы ашық диодтар сияқты әрекет етеді.
1.71 сурет - Қарапайым транзисторлық кілт тізбегі 
Негізгі режимде жұмыс істеген кезде пайда болатын транзистордағы 
процестерді қарастырыңыз (1.72 сурет). 


93 
1.72 сурет - Биполярлық транзистордағы негізгі сұлба (а), 
оның шығыс вольт-Ампер сипаттамалары (б) 
Мұндай кілтті басқару (1.72, а сурет) U
кір
сигналын жүзеге асырады. U
кір
=0 
кезінде базалық ток нөлге тең болады және тізбектің күйі В нүктесімен 
анықталады (1.72, б сурет) ІБ=0 кезінде транзистордың шығу сипаттамасымен 
жүктеме түзуінің қиылысуы. Транзистор ашық кілтке тең болатын кесу күйінде 
болады, ал К нүктесінің потенциалымен анықталатын шығыс кернеуі uke OTS-
ке тең, яғни Ek-тен сәл аз. Транзисторды қанықтыру режиміне өткізетін ІБ
нас
базалық тогын құру үшін жеткілікті U
кір
кезінде U
кэ
кернеуі вольт үлесін 
құрайды. Бұл жағдайда тізбектің күйі 
а
нүктесімен анықталады, ол жабық кілтке 
тең, ал шығыс кернеуі U
kenas
-қа тең, яғни нөлдік деңгейден сәл жоғары. 
Осылайша, транзистор идеалды емес кілт сияқты әрекет етеді. 
Транзисторды бір күйден екінші күйге ауыстыру бірден пайда болмайды, 
ол аз, бірақ соңғы уақытты қажет етеді. Дәл осы уақыт барлық сандық 
құрылғылардың жұмысын анықтайды. 
Ток биполярлы транзистор арқылы ағып жатқанда, базада негізгі емес 
тасымалдаушылар жиналады. Сонымен қатар, коллекторлық ток неғұрлым көп 
болса, осы сәтте көбірек тасымалдаушылар базада жиналуы керек, яғни базада 
QB заряды жасалады. U
б
басқару кернеуі құлыптаулы болғаннан кейін, 
коллекторлық ток қуат көзі базадағы тасымалдаушылардың артық болуына 
байланысты біраз уақыт өзгеріссіз қалады. TP уақытының бұл сегменті негізгі 
емес медианы базалық аймақтан шығару уақыты деп аталады. Тек TP уақытынан 
кейін транзистордың қанықтыру күйінен кесу күйіне ауысуы орын алады және 
электр тогы негізгі тізбектің бекітілген күйіне сәйкес келетін ICO деңгейіне дейін 
төмендейді (В нүктесі вольт-Ампер сипаттамаларында). 
Егер транзистор ашылғаннан кейін қанықтыру күйі мен белсенді жұмыс 
режимі арасындағы шекарада болса, резорбция кезеңін жоюға болады. Ол үшін 
интегралды сұлбаларда транзистордың базалық-коллекторлық ауысуына 
параллель қосылған Schottki диоды қолданылады. Бұл құрылым Schottki 
Транзисторы деп аталады (1.73 сурет). 
1.73 сурет - Schottki транзисторы: сұлбалық сұлба (а), шартты белгі (б) 
Естеріңізге сала кетейік, белсенді режимде транзистордың негізгі 
коллекторы кері бағытта жылжиды, яғни uvx-ке қосылған базаның әлеуеті 


94 
коллектордың 
әлеуетінен 
әлдеқайда 
төмен. 
Транзистор 
тогының 
жоғарылауымен коллектордың потенциалы төмендейді және қаныққанға 
жақындағанда базаның потенциалынан төмен болады. Сонымен қатар, 
транзистордың қанықтыру дәрежесін жоғарылататын артық негізгі емес медиа 
базада жинала бастайды. Егер сызбада күш болса 1.73 сурет, ал диод болмады, 
содан кейін токтың жоғарылауымен B нүктесінің потенциалы транзистордың 
қанығуы пайда болатындай болады. Бұл сұлбада болмайды, өйткені нүктенің 
потенциалы шамалы (0,1 В-тан аз) төмендеген кезде, А нүктесінің botosnosito 
нүктесінен Schottki диоды ашылады және артық заряд базаның аймағынан 
коллекторға шығарылады. Интегралды дизайндағы Schottki диоды-бұл металдың 
транзистордың коллекторлық аймағымен байланысы және бірыңғай құрылымды 
құрайды. 
P–n
-түйіспелері 
бар 
және 
оқшауланған 
қақпалары 
бар 
өріс 
транзисторларындағы кілттер қазіргі уақытта әртүрлі интегралды сұлбаларда 
кеңінен қолданылады. Ең алдымен, бұл кілттердің төмен ағып кету токтары, 
басқару тізбегінің төмен тұтынылуы, орын ауыстыру кернеуінің болмауы, 
өндіріс тиімділігі сияқты артықшылықтарына байланысты. 
Транзисторлардағы өтпелі процестер кілттердің жылдамдығына 
айтарлықтай әсер етеді. Осыған байланысты оқшауланған қақпасы бар өріс 
транзисторлары басым қолданылады, олардың паразиттік сыйымдылығы аз. Ең 
көп таралған кілттер өрістік транзисторларының қосымша (келісілген) жұбында 
болды, олардың бірінде p типті арна бар, ал екіншісінде n типті арна бар. 
Оқшауланған ысырмасы бар өріс транзисторларындағы кілттердің 
ерекшелігі ашық арнаның кедергісінің коммутациялық сигналға қатты 
тәуелділігі болып табылады, бұл кіріс сигналымен арнаның өткізгіштігін 
модуляциялауға және қосымша сызықты емес бұрмаланулардың пайда болуына 
әкеледі. Арнаның өткізгіштік модуляциясынан туындаған бұрмалануды азайту 
үшін мұндай кілттер кіріс сигналдарының деңгейін шектейді және кілттің 
салыстырмалы түрде үлкен жүктеме кедергісін пайдаланады. 
Р–п
-ауысуын 
басқаратын өріс транзисторларында да ұқсас әсер бар, бірақ оны азайту үшін 
кіріс сигналына байланысты Басқару сигналы қақпаға беріледі. 
1.74 сурет Т1 өріс транзисторындағы 
р–п
-түйіспесі мен p-типті арнадағы 
кілт сұлбасы берілген. Басқару тізбегі T2 транзисторында орындалады және 
оның қуаты e
c
кернеу көзінен алынады, d диоды кіріс сигналдарының кез келген 
мәні үшін Ысырма көзінің кернеуі нөлге тең болуы үшін қажет. 
Кіріс сигналымен канал өткізгіштігінің модуляциясын болдырмау үшін R3 
кедергісі арқылы Ысырма ЕО сигнал көзінің кернеуімен байланысты. 


95 
1.74
сурет - Басқарылатын 
p-n
-ауысулы өріс транзисторындағы кілт 
сұлбасы 
Басқару құрылғысы келесідей жұмыс істейді. Егер басқару кернеуі нөлге 
тең болса, онда T2 транзисторы құлыпталады және R2 кедергісі арқылы +Е 
кернеуі және D диоды T1 транзисторының қақпасына жіберіледі, ол оны бекітеді. 
Нәтижесінде кілт жабық болады. Егер басқару кернеуі T2 транзисторын қосса, 
онда D диодының аноды қаныққан T2 Транзисторы арқылы жалпы шинаға 
қосылады, нәтижесінде T1 қақпасындағы кернеу нөлге дейін төмендейді және T1 
Транзисторы кілттің жабылуына тең болады. 
PP түйіспесі бар өріс транзисторларындағы кілттер бірқатар сериялы 
микросұлбалардың құрамына кіреді: 284, KR504 және т.б. сонымен, 284 КН1 
чипінде PP түйіспесі және P типті арнасы бар өріс транзисторларында үш кілт 
бар. Әрбір кілттің параметрлері бар: жабық кілттің кедергісі 250 Ом, ағып кету 
тогы 10 нА, максималды коммутация жиілігі 1мгц. 
Оқшауланған жапқышы бар және P - және P-типті индукцияланған каналы 
бар өріс транзисторларындағы кілттер коммутаторларды жасау кезінде кеңінен 
қолданылады. Бұл кілттердің басты ерекшелігі-бастапқы күйде қақпадағы нөлдік 
кернеу кезінде олар құлыпталады. Арнаны заряд тасымалдаушылармен байыту 
тек шекті кернеуден асатын кернеу қақпаға берілген кезде ғана жүреді. 
Температураның жоғарылауымен олар 1011 кері токтар сияқты әрекет етеді... 
1013 Ом, бұл қақпаның астындағы диэлектриктің қалыңдығы аз (шамамен 1 мкм) 
статикалық электрден қорғау қажеттілігіне әкеледі. Осындай шаралардың бірі-
Ысырма мен канал арасында Қорғаныс зенер диодтарын немесе диодтарын 
орнату, бірақ бұл Ысырма тогының жоғарылауына, әсіресе температураның 
жоғарылауына әкеледі. 
Сонымен, 168k2 микросұлбаларында басқару сұлбалары жоқ қос кілттер 
бар. Мұндай кілттердің шекті кернеуі 3-тен 6 В, тікелей кедергі 100 Омнан 
аспайды, қосу және өшіру уақыты шамамен 0,3...0,5 мкс. Бұл чипте басқару 
құрылғыларының болмауы оны қолдануды қиындатады. Жеке транзисторлардан 


96 
басқа, сұлбалар кілттер ретінде кеңінен қолданылады (1.75 сурет) арнаның 
өткізгіштігінің әртүрлі түрімен екі диодтың параллель қосылысы бар (қосымша 
транзисторлар). 
Мұндай кілттер бір транзисторлардағы кілттердің көптеген кемшіліктерін 
жояды: кіріс сигналымен каналдың кедергісін модуляциялау жойылады, басқару 
тізбегіндегі кедергілер азаяды, кілттің кедергісі ашық күйде болады және ағып 
кету тогы азаяды. 
Бір уақытта транзисторларды қосылған күйден өшірілген басқару 
сигналына ауыстыру үшін бір транзистордың қақпасына тікелей, ал екінші 
қақпаға инвертор арқылы беріледі. 
Кіріс кернеуінің жоғарылауымен р-канал транзисторының кедергісі 
артады, ал N-канал транзисторының кедергісі төмендейді. Нәтижесінде, осы 
транзисторлардың параллель байланысы суретте көрсетілгендей ашық күйде R0 
кедергісіне ие. 1.75, а сурет кілт транзисторлары қарама-қарсы полярлықтың 
сигналдарымен басқарылатындықтан, кедергі импульстары өзара өтеледі, бұл 
кіріс сигналдарының деңгейін төмендетеді.. 
1.75 сурет - Комплементарлы транзисторлардағы кілттің сұлбасы ( а); 
оның кедергісінің кіріс кернеуіне тәуелділігі (б) 
Қосымша транзисторлардың кілттері интегралды сұлбаларда кеңінен 
қолданылады. Олар k590, K591, K176, K561 және I564 сериялы чиптердің бөлігі. 
Олардың ашық күйдегі кедергісі 20...100 Ом, олардың қосылу уақыты 10-нан 100 
нс-қа дейін, Шығу тогын 10 мА-ға дейін қамтамасыз етеді және электр тізбегі 
арқылы 1 мкВт-тан аз қуат тұтынады.


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   38   39   40   41   42   43   44   45   ...   51




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет