 |
|
Пороговые значения напряжения на выходе схемы достигается позднее, чем на входе на интервал времени tзд1/ 0 (длительность включения) при изменении входного напряжения от U0 до U1 (перепад 0 → 1) и на tзд0 ∕ 1 (длительность выключения) при перепаде 1 → 0. Это приводит к задержке распространения сигнала tзд.р.ср . Причинами задержек является инерционность транзистора, входящего в ключевую схему. Быстродействие ключа определяют по времени задержки распространения сигнала, как среднее арифметическое величин задержек tзд1/ 0 и tзд0 ∕ 1
tзд. р.ср = 0,5(tзд1/ 0 + tзд0 ∕ 1) (3)
Быстродействие ключа можно значительно повысить, если уменьшить длительность включения ключа tзд1/ 0 за счет увеличения отпирающего тока базы. Увеличение переднего фронта импульса тока базы I1ф.б значительно сократит время заряды диффузионной емкости эмиттерного перехода и повысит скорость пролета электронов через область базы. Однако при большом токе базы велика степень насыщения транзистора, что приведет к увеличению длительности выключения ключа tзд0 ∕ 1. Длительность выключения ключа также можно уменьшить увеличив обратный запирающий тока базы I2ф.б. Следовательно, управляющий ток базы должен иметь форму, показанную на рис. 4.
 |
Требуемую форму управляющего тока базы I б транзисторного ключа можно получить, включив в цепь базы ускоряющую емкость С, рис. 5.
3. Ненасыщенный транзисторный ключ.
Рассмотренная ключевая схема в пункте 2 обладает существенным достоинством – большим, приближающемся к единице, коэффициентом использования питающего напряжения.
Однако, в этой схеме транзистор в состоянии ключа «включено» находится в режиме насыщения. Оба перехода и коллекторный, и эмиттерный открыты и через транзистор протекает большой ток насыщения Iкн, а остаточное напряжение на коллекторе Uкэ.н ≈ 0. Это приводит к тому, что в коллекторном переходе происходит большое накопление не основных носителей заряда.
При переключении ключа в состояние «выключено» ток коллектора остается равным току Iкн до тех пор пока не закончится рассасывание
|
накопленных в коллекторном переходе зарядов. Этап рассасывания значительно снижает быстродействие ключа.
В ненасыщенных ключах предотвращают работу транзистора в режиме насыщения, вводя нелинейную обратную связь, реализуя работу транзистора в активном режиме.
В схеме с нелинейной обратной связью (рис. 6) между коллектором и базой транзистора включают диод, имеющий меньшее прямое напряжение Uпр по сравнению с прямым напряжением коллекторного перехода Uкб.пр.
|
|
Когда транзистор заперт или работает в активном режиме, диод включен в обратном направлении и не влияет на работу ключа.
При переходе ключа в состояние «включено» напряжение на коллекторе Uкэ падает и если оно становится меньше напряжения базы Uбэ (Uкэ < Uбэ), диод отпирается на нем устанавливается прямое напряжение Uпр,
Это напряжение фиксирует напряжение Uкэ и ток Iк, соответствующие точке пересечения нагрузочной характеристики с выходной статической характеристикой на границе режима насыщения и активного режима работы транзистора. В этом режиме инжекция носителей из коллектора в базу и, следовательно, накопление не основных носителей в области базы не происходит. Благодаря этому значительно снижается и время рассасывания.
Остаточное напряжение на выходе включенного ключа (Uкэ.ост) может быть значительным Uкэ.ост> Uкн , что приведет к уменьшению выходного импульса и к снижению коэффициента использования питающего напряжения.
4. Порядок выполнения работы
4.1. Снятие передаточной характеристики транзисторного ключа
Снятие передаточной характеристики выполняется при помощи пакета программ Workbench ЕВА 5.0.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.