Taste transistor. Schemă, principiu de lucru

Când lucrați cu sisteme complexe, este util să folosiți diferite trucuri tehnice, care permit realizarea obiectivului stabilit prin eforturi mici. Una dintre ele este crearea de comutatoare tranzistor. Ce sunt? De ce ar trebui să fie create? De ce se numesc și "chei electronice"? Care sunt caracteristicile acestui proces și la ce ar trebui acordată atenție?

De ce sunt realizate chei de tranzistori?

Acestea se efectuează folosind câmpuri sau tranzistori bipolari. Primele sunt împărțite în MDP-uri și chei care au o tranziție de control pn. Printre cele bipolare, cele nesaturate se disting. Tranzistorul cheie 12 Volt poate satisface cererile de bază de la amator de radio.

Modul static de funcționare

Analizează starea închisă și deschisă a cheii. În prima, există un nivel de tensiune scăzut la intrare, ceea ce indică un semnal logic zero. În acest mod, ambele tranziții sunt în direcția opusă (se obține cutoff). Și curentul colectorului poate fi afectat numai de curentul termic. În starea deschisă, un nivel ridicat de tensiune corespunde semnalului unității logice la intrarea cheii. Este posibil să lucrați simultan în două moduri. O astfel de funcție poate fi în regiunea de saturație sau în regiunea liniară a caracteristicii de ieșire. Vom vorbi mai mult despre ele.

Saturarea cheii

În astfel de cazuri, tranzițiile tranzistorului sunt decalate în direcția înainte. Prin urmare, dacă curentul de bază se modifică, valoarea de pe colector nu se modifică. În tranzistoarele de siliciu, pentru obținerea prejudecății este nevoie de aproximativ 0,8 V, în timp ce pentru cele de germaniu, tensiunea variază între 0,2-0,4 V. Și cum este atinsă saturația cheie în general? Pentru a face acest lucru, curentul de bază crește. Dar totul are limitele sale, precum și o creștere a saturației. Deci, când se atinge o anumită valoare curentă, ea se oprește din ce în ce mai mult. De ce saturați cheia? Există un coeficient special care reflectă situația. Odată cu creșterea sa, capacitatea de transport pe care o au cheile tranzistorului, factorii destabilizatori încep să afecteze cu mai puțină forță, dar performanța se degradează. Prin urmare, valoarea coeficientului de saturație este aleasă din considerente de compromis, ghidate de sarcina care va trebui efectuată.

Dezavantaje ale unei chei nesaturate

Și ce se va întâmpla dacă valoarea optimă nu a fost atinsă? Apoi vor exista astfel de neajunsuri:

1. Tensiunea cheii publice scade la aproximativ 0,5 V.
2. Imunitatea la zgomot se va agrava. Acest lucru se datorează faptului că impedanța de intrare a fost observată în chei atunci când sunt deschise. Prin urmare, interferențele cum ar fi tensiunile de tensiune vor duce, de asemenea, la o schimbare a parametrilor tranzistorilor.
3. Cheia saturată are o stabilitate semnificativă a temperaturii.

După cum puteți vedea, acest proces este încă mai bine să conducă, în cele din urmă, pentru a obține un dispozitiv mai perfect.

viteză

Acest parametru depinde de frecvența maximă admisă, când poate fi efectuată comutarea semnalelor. Aceasta, la rândul său, depinde de durata procesului tranzitoriu, determinat de inerția tranzistorului, precum și de influența parametrilor paraziți. Pentru a măsura performanța unui element logic, este adesea indicat timpul mediu care apare atunci când semnalul este întârziat, când este transmis către o cheie tranzistor. Circuitul care o afișează, de obicei doar o astfel de interval de răspuns mediu și arată.

Interacțiunea cu alte taste

Pentru aceasta, se folosesc elementele de comunicare. Deci, dacă prima cheie de pe ieșire are un nivel ridicat de tensiune, atunci deschiderea celei de-a doua se deschide și funcționează în modul prestabilit. Și invers. Un astfel de lanț de comunicare afectează semnificativ tranzitorii care apar în timpul comutării și vitezei tastelor. Iată cum funcționează comutatorul tranzistor. Cele mai frecvente sunt circuitele în care interacțiunea are loc numai între două tranzistoare. Dar aceasta nu înseamnă că nu poate fi făcut un dispozitiv în care vor fi aplicate trei, patru sau chiar mai multe elemente. Dar, în practică, este dificil să se găsească o astfel de aplicație, astfel încât funcționarea unei chei tranzistor de acest tip nu este utilizată.

Ce să alegi

Cu ce ​​este mai bine să lucrezi? Să ne imaginăm că avem un tranzistor simplu cu o tensiune de alimentare de 0,5 V. Apoi, folosind osciloscopul, puteți înregistra toate modificările. Dacă curentul colectorului este setat la 0.5mA, tensiunea scade cu 40mV (baza va fi de aproximativ 0.8V). Prin măsurarea problemei, se poate spune că aceasta este o abatere destul de semnificativă, ceea ce impune o restricție asupra utilizării în întreaga serie de circuite, de exemplu în comutatoare semnale analogice. Prin urmare, ei folosesc o specialitate field tranzistori efect, unde există o joncțiune de control pn. Avantajele lor fata de veri bipolari sunt:

1. Valoarea nesemnificativă a tensiunii reziduale pe cheie în starea cablării.
2. Rezistență ridicată și, ca rezultat, un curent scăzut care curge prin elementul închis.
3. Puterea redusă este consumată, deci nu este necesară o sursă importantă de tensiune de comandă.
4. Puteți comuta semnale electrice de nivel scăzut, care sunt câteva microvolți.

Comutatorul tranzistor al releului este aplicația ideală pentru câmp. Desigur, acest mesaj este postat aici doar pentru ca cititorii să aibă o idee despre cererea lor. O mică cunoaștere și inteligență - și posibilitățile de realizare, în care există chei tranzistorice, vor fi inventate foarte multe.

Exemplu de muncă

Să aruncăm o privire mai atentă la modul în care funcționează o cheie simplă de tranzistor. Semnalul de comutare este transmis de la o intrare și este îndepărtat de la cealaltă ieșire. Pentru a bloca cheia pe poarta tranzistorului folosind o tensiune care este mai mare decât valorile sursei și de scurgere la o valoare mai mare de 2-3 V. Cu toate acestea, ar trebui să fie atenți să nu depășească intervalul admis. Când cheia este închisă, rezistența sa este relativ mare - depășește 10 ohmi. Această valoare se obține prin faptul că afectează în continuare mai actuale și invers prejudecată p-n joncțiune. În aceeași capacitate de stat între circuitul de comutare a semnalului și poarta electrodului este în intervalul 3-30 pF. Acum deschideți cheia tranzistorului. Conducerea și practica va arăta că, dacă tensiunea de poarta se apropie de zero, și puternic depinde de rezistența de sarcină și o caracteristici de tensiune trecut. Acest lucru se datorează întregului sistem de interacțiuni poarta, scurgere și sursă a tranzistorului. Acest lucru creează anumite probleme pentru funcționarea întrerupătorului.

Ca soluție la această problemă, s-au dezvoltat diferite scheme care asigură stabilizarea tensiunii care curge între canal și poarta. Și datorită proprietăților fizice, chiar și o diodă poate fi utilizată în această calitate. Pentru a face acest lucru, ar trebui să fie inclus în direcția directă a tensiunii de închidere. Dacă se creează situația necesară, dioda se va închide și se va deschide joncțiunea pn. Pentru a schimba tensiunea comutată, rămâne deschisă, iar rezistența canalului nu se schimbă, poate fi conectat un rezistor de înaltă rezistență între sursă și intrarea de cheie. Și prezența unui condensator va accelera foarte mult procesul de reîncărcare a rezervoarelor.

Calculul cheii tranzistorice

Pentru înțelegere, dau un exemplu de calcul, puteți înlocui datele dvs.:

1) Colector-emițător - 45 V. Disipare totală a puterii - 500 mw. Emițătorul colector este de 0,2 V. Frecvența limită de funcționare este de 100 MHz. Emițător de bază - 0,9 V. Curent colector - 100 mA. Coeficientul statistic al transmisiei curente este de 200.

2) Rezistor pentru curentul de 60 mA: 5-1,35-0,2 = 3,45.

3) Rezistența colectorului: 3.45 0.06 = 57.5 Ohm.

4) Pentru confort, luați valoarea nominală de 62 ohmi: 3.45 62 = 0.0556 mA.

5) Luați în considerare curentul de bază: 56 200 = 0.28 mA (0.00028 A).

6) Câți vor fi pe rezistorul bazei: 5 - 0,9 = 4,1V.

7) Definiți Rezistența rezistorului baza: 4,1 0,00028 = 14,642,9 Ohm.

concluzie

Și în sfârșit despre numele "chei electronice". Faptul este că statul se schimbă sub influența curentului. Și ce reprezintă el? Este adevărat, colectarea de taxe electronice. Acesta este al doilea nume. Asta-i totul. După cum puteți vedea, principiul de funcționare și schema dispozitivului de chei tranzistor nu este ceva complicat, așa că pentru a înțelege acest lucru - este fezabil. Trebuie remarcat că chiar și autorul acestui articol avea nevoie de un pic de referință pentru a-și revigora propria memorie. Prin urmare, atunci când apar întrebări legate de terminologie, vă sugerăm să vă reamintiți disponibilitatea dicționarelor tehnice și să căutați noi informații despre cheile de tranzistor acolo.