- •28. Однофазный выпрямитель со средней точкой.
- •29. Управляемый выпрямитель со средней точкой и с активной нагрузкой.
- •30. Управляемый выпрямитель со средней точкой и с индуктивной нагрузкой.
- •25. Тиристоры, классификация.
- •26. Структура тиристора, принцип действия.
- •27. Параметры тиристоров.
- •40. Силовые биполярные транзисторы.
- •41. Силовые ключи на моп транзисторах.
- •42. Биполярные транзисторы с изолированным затвором.
- •31. Инвертор, ведомый сетью.
- •32. Преобразователи переменного напряжения с отстающим углом регулирования.
- •33. Преобразователи переменного напряжения с опережающим углом регулирования.
- •34. Преобразователи переменного напряжения двухсторонним регулированием.
- •35. Преобразователи постоянного напряжения понижающий.
- •36. Преобразователи постоянного напряжения повышающий.
- •37. Преобразователи постоянного напряжения повышающий с инверсией.
- •38. Автономный инвертор тока.
- •39. Автономный инвертор напряжения.
- •43. Простые логические функции и их реализация на электронных элементах.
- •44. Логический элемент и-не.
- •45. Логический элемент или-не.
- •46. Логический элемент ттл и его разновидности.
- •47. Логический элемент кмоп (и-не).
- •48. Логический элемент кмоп (или-не).
- •53. Двоичные счетчики.
- •54. Двоично – десятичные счетчики. (счетчики с модулем счета, не равным ).
- •55. Регистры.
- •56. Шифраторы.
- •57. Дешифраторы.
- •58. Мультиплексоры и демультиплексоры.
- •59. Цифро-аналоговые преобразователи, характеристики и параметры.
- •60. Цифро-аналоговые преобразователи со взвешенной резистивной матрицей и с матрицей r-2r.
- •62. Операции ац преобразования и параметры.
- •63. Параллельные ацп.
- •64. Ацп последовательного счета.
- •65. Ацп последовательного приближения.
- •66. Ацп двухтактного интегрирования.
- •67. Ацп с импульсной обратной связью.
41. Силовые ключи на моп транзисторах.
МОП транзисторы, т.е. имеющие структуру метал – оксид – полупроводник, управляются электрическим полем. В качестве силового ключа используются полевые транзисторы с индуцированным вертикальным каналом (рисунок 13.5,а).
Рисунок 13.5 - Структура полевого транзистора с индуцированным вертикальным каналом (а) и его эквивалентная схема (b)
Он представляет собой р –канальный транзистор, n области стока и истока которого выполняются с повышенной концентрацией, что позволяет снизить сопротивление открытого транзистора. При изготовлении полевого транзистора с вертикальным каналом получается дополнительный транзистор , который не находит практического применения. Эквивалентная схема (рисунок 13.5,b) содержит биполярный транзистор, резистор равный объемному сопротивлению р области. Благодаря этому сопротивлению биполярный транзистор заперт и не оказывает существенного влияния на работу ключа. Значение резистора в эквивалентной схеме равно сопротивлению канала.
Рассмотрим схему ключа с учетом влияния междуэлектродных емкостей (рисунок 13.6,а) и определим состояния ключа по выходной характеристике транзистора (рисунок 13.6,b).
Рисунок 13.6 - Схема ключа на полевом транзисторе (а)
и выходная характеристика (b)
При открывании транзистора необходимо его входную емкость зарядить до порогового напряжения, а при закрывании транзистора емкость следует разрядить. Это приводит к увеличению длительности процессов коммутации. Поэтому ключом следует управлять от источника с очень малым выходным сопротивлением, положим его равным нулю. Тогда общая емкость, подключенная к стоку, равна
, (13.6)
где - емкость нагрузки, - емкость монтажа, - емкость сток – исток, - емкость сток – затвор.
Транзистор может находиться в двух устойчивых состояниях.
Транзистор закрыт, точка 1 на выходных характеристиках , , , сопротивление канала , общая емкость заряжена до значения .
Транзистор открыт, точка 2 на выходных характеристиках , , сопротивление канала , причем .
Эквивалентная схема процесса коммутации и временная диаграмма показаны на рисунке 13.7.
Рисунок 13.7 - Эквивалентная схема (а)
и временная диаграмма работы (b) ключа
При подаче положительного напряжения на вход ключа индуцируется канал, и емкость начинает разряжаться постоянным током через открытый канал, напряжение на стоке изменяется по закону
, (13.7)
т.к. - сonst, то
, (13.8)
если , тогда .
Время включения ключа определяется как
. (13.9)
В процессе переключения линия 1-3 на выходных характеристиках (рисунок 13.6,b) перемещается параллельно до тех пор, пока точка 3 не окажется в точке 2.
Рассмотрим процесс закрытия транзистора. Транзистор закрывается, если , ток , практически мгновенно ток становится равным нулю, ключ S размыкается, начинается процесс заряда емкости через сопротивление по закону , где . (13.10)
За время выключения принимается интервал времени, за который напряжение на стоке достигнет 90% от установившегося значения
, (13.11)
. (13.12)
Сравнивая выражения времени включения и времени выключения, учитывая, что , можно установить, что .
Преимущества силовых ключей на МОП транзисторах:
Высокое быстродействие.
Малое потребление мощности в цепи управления.
Возможно параллельное соединение нескольких транзисторов.
Основной недостаток – это большая мощность, выделяемая на транзисторе в открытом состоянии, она пропорциональна квадрату тока.