На рисунке 4, а и б - схема и амплитудная характеристика ключа с ненулевым уровнем включения, в котором изменение выходного напряжения начинается от значения UВЫХ=0.
Рисунок 4 - Принципиальная схема и амплитудная характеристика последовательного диодного ключа с ненулевым уровнем включения
Схема параллельного диодного ключа приведена на рисунке 5,а. Ключ обладает амплитудной характеристикой, показанной на рисунке 5,б. Выходное напряжение определяется выражением
,
где Rд - внутреннее сопротивление диода. При положительном входном напряжении диод открыт, его внутреннее сопротивление Rд<<R и выходное напряжение Uвых =Uвх, т. е. выходной сигнал повторяет форму и величину входного. При отрицательном входном напряжении диод закрыт, Rд<<R и Uвых=0. Если изменить полярность включения диода, то амплитудная характеристика рисунке 5, б повернется на 180°.
Рисунок 5 - Принципиальная схема и амплитудная характеристика параллельного диодного ключа с нулевым уровнем включения
Для получения параллельных диодных ключей с ненулевым уровнем включения применяются схемы с дополнительными источниками напряжения смещения Е. Варианты схем ключей со смещением и их амплитудные характеристики представлены на рисунках 6 и 7. Штриховой линией на рисунках 6,б и 7,б показаны амплитудные характеристики схем ключей при изменении полярности источника смещения Е.
Рисунок 6 - Принципиальная схема и амплитудная характеристика параллельного диодного ключа с ненулевым уровнем включения
Рисунок 7 - Принципиальная схема и амплитудная характеристика параллельного диодного ключа с ненулевым уровнем включения
На рисунке 8, а и б принципиальные схемы двойных диодных ключей, которые построены на основе параллельных и последовательных ключей, рассмотренных выше. Эти ключи передают входной сигнал на выход, если входное напряжение находится в пределах границ, определяемых уровнями включения Uвх1 первого и Uвх2 второго ключей (рисунок 8,в).
Рисунок 8 - Принципиальные схемы и амплитудная характеристика двойных диодных ключей
Для повышения быстродействия ключей нужно уменьшить их время переключения. Это достигается на практике применением малоинерционных диодов, например, диффузионных, у которых время выключения примерно равно 0,05 мкс (обычные диоды имеют время выключения>= 0,5 мкс).
1.2 Транзисторные ключи
В транзисторных ключах, в отличие от диодных, управляющая и управляемая цепи разделены. Транзистор в ключе обычно включается по схеме с общим эмиттером. Так как выходное и входное напряжения при таком включении сдвинуты по фазе на 180°, то такой ключ называется транзисторным ключом-инвертором. Существуют также еще повторяющие ключи, в которых транзистор включается по схеме с общим коллектором.
1.2.1 Насыщенный ключ
Принципиальная схема транзисторного ключа с общим эмиттером представлена на рисунке 9,а. В этой схеме используются два стационарных состояния полностью открытое состояние транзистора и полностью закрытое состояние транзистора. При этом рабочая точка транзистора перемещается по линии нагрузки каскада из области насыщения в область отсечки и обратно (рисунок 9,б). Первое состояние транзистора определяется точкой А и называется режимом насыщения, а второе состояние - точкой В и называется режимом отсечки.
Если транзистор необходимо перевести в режим отсечки, то на базе его нужно обеспечить напряжение Uбэ>=0. При этом через цепь базы будет протекать ток iб, наибольшая величина которого будет определяться максимальным начальным током коллекторного перехода Iко. Тогда величина напряжения на базе будет равна Uбэ=Uвх-IкоRб и, следовательно, величина входного напряжения, обеспечивающая режим отсечки ключа, должна выбираться из условия Uвх>=IкоRб.
Рисунок 9 - Принципиальная схема и выходные характеристики насыщенного транзисторного ключа
При переходе транзистора в режим насыщения ток базы
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.