ФОЭ / СлайдыФОЭчасть2
.pdf
Управление переключателя тока малым перепадом входного напряжения
Схема переключателя тока на биполярных транзисторах
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ek |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rk1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Rk2 |
|||||
Uвых1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
Uвх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eсм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I0
Эта схема является наиболее распространенным переключателем тока. По своей структуре этот токовый ключ представляет собой дифференциальный каскад, работающий в нелинейном режиме. Основной особенностью этого ключа является задание тока I0 в цепи эмиттера. Это осуществляется с помощью схемы генератора стабильного тока.
Диаграммы токов и напряжений двухтранзисторного переключателя тока
Условие полного переключения тока с одного транзистора на другой:
Uвх > (Ео + 2mφТ),
Зависимость коллекторных токов от входного сигнала
Iк
Iк2 |
Iк1 |
|
|
Есм |
Uвх |
Транзистор VT2 – закрыт, VT1 открыт:
Iк1 = I0 Iк2 = 0
Uк1 = Ек – Iк1Rк = Ек - I0Rк
Uк2 = Ек
Транзистор VT1 – закрыт, VT2 открыт:
Iк2 = I0 Iк1 = 0
Uк2 = Ек – Iк2Rк = Ек - I0Rк
Uк1 = Ек
Практическая схема токового переключателя с источником тока в эмиттерной цепи транзисторов
|
|
|
|
|
|
|
|
Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rк |
|
|
|
|
|
Rк |
|
Uвых1 |
|
|
|
|
|
|
|
Uвых2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвх 
R1
I0 
Е0
Rк R2
Напряжение на эмиттере транзистора VT3 равно Uэ = Uб3 – Uэб3, а эмиттерный ток
I0 = Uэ/Rэ. Ток в цепи коллектора Iк = Uэ/Rэ. Этот ток и соответствует току I0. он не зависит от напряжения на коллекторе и в процессе работы схемы не изменяется.
Причины повышенного быстродействия ключей на ПТ
В ПТ. задержка, вызываемая в насыщенных ключах временем tрас исключается, так как транзисторы работают в активном режиме.
ПТ работают с малыми перепадами напряжений и относительно большими перепадами токов коллекторов, что обеспечивает сравнительно быстрое изменение заряда в базе.
ПТ обычно управляются источником с малым внутренним сопротивлением. Это позволяет получить достаточно большой импульс тока базы и тем самым уменьшить время, необходимое для изменения заряда в базе.
Работа ПТ с малыми перепадами напряжений снижает влияние емкости переходов и приводит к увеличению быстродействия.
Буферные и выходные каскады импульсных устройств
Согласование импульсного сигнала с непостоянными уровнями
Нагрузка
ГЛИН |
Линейный |
|
|
|
|
|
усилитель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Согласование импульсного сигнала с фиксированными уровнями
Нагрузка
|
|
ШИМ |
|
|
Ключевой кас- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кад |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ключевой каскад по схеме с ОК
Ключевой каскад по схеме с ОЭ
Повышение быстродействия каскада по схеме с ОЭ