13. Схемотехнические разновидности транзисторных ключей.

Все разновидности построены так, чтобы улучшить (уменьшить) времена переключений транзисторного ключа.

Транзисторный ключ с ускоряющей ёмкостью.

Задача решается схемотехническим путём.

(48)

(49)

Без ускоряющей ёмкости: .

С ускоряющей ёмкостью: .

Ускоряющая ёмкость шунтирует (закорачивает) довольно большое сопротивление . Тогда

. (50)

Токовые ключи.

Токовые ключи представляют собой схемотехническую разновидность ключей. В данной схеме устраняется время рассасывания при переключении ТК.

Идея ТК заключается в том, чтобы заставить работать схему исключительно в нормальной активной области, чтобы ТК никогда не мог войти в насыщение (режим насыщения в такой схеме отсутствует).

Рассмотрим режимы работы ТК.

1. При отсутствии транзистор заперт и через него ток не протекает ( ).

Ток протекает только через нижнюю цепь: , диод , , .

. (51)

2. На вход подаётся отпирающий сигнал . Транзистор отпирается, появляются токи коллектора и эмиттера. Достаточно большой ток создаёт падение напряжения (схема так подобрана, чтобы выполнялось это неравенство). В результате диод отключается.

Теперь путь тока следующий: , , транзистор, , .

(52)

Логический перепад:

(53)

Сформулируем условие, при котором транзистор никогда не входит в режим насыщения.

Нормальный активный режим: , . Т.е. эмиттерный переход открыт, а коллекторный переход закрыт.

Режим насыщения: , .

Если , то .

(54)

Время рассасывания отсутствует и из всех имеющихся на сегодняшний день стандартных ключей, ТК являются самыми быстродействующими.

Для увеличения тока переключения в схему ставится источник .

(55)

Схема может работать и без источника , но ток будет достаточно мал.

Токовые переключатели используются для реализации логических элементов ЭСЛ (эмиттерно-связанной логики).

появляется в том случае, если хотя бы на один из входов было подано напряжение .

Тк на транзисторе Шоттки.

Эта разновидность ТК использует конструктивно-технологический принцип уменьшения времени переключения.

Рассмотрим принцип формирования на полупроводниковом кристалле транзистора Шоттки.

Рассмотрим систему, состоящую из двух параллельных диодов, включённых между базой и коллектором. Это, во-первых, коллекторный -переход, а во-вторых, диод Шоттки.

Нормальный активный режим: ; .

Режим насыщения: ; .

В нашем случае, для ПТШ, коллекторный переход будет под напряжением , т.е. полузакрыт (этого напряжения недостаточно, чтобы протекал ток). Можно считать, что ПТШ никогда не войдёт в режим насыщения.

Т.о. стадия рассасывания отсутствует.

ПТШ очень часто используются в практических схемах. На них выпускается несколько стандартных серий микросхем (ТТЛ/Ш).