16. Ключевой режим работы биполярного транзистора: схема с общим эмиттером (оэ), диаграммы работы.

Ключевым режимом называется такой режим работы транзистора, при котором он может находиться только в двух возможных положениях: либо в зоне отсечки (транзистор заперт и его можно рассматривать как разомкнутый ключ), либо в зоне насыщения (транзистор полностью открыт и его можно рассматривать как замкнутый ключ). В активной зоне рабочая точка находится только в течение короткого промежутка времени, необходимого для перехода её из одной зоны в другую, при этом переход транзистора из закрытого состояния в открытое и наоборот производится достаточно быстро.

Режим отсечки, при котором оба его перехода (эмиттерный и коллекторный) будут закрыты, описывается следующими выражениями. Ток базы в этом случае равен 0, ток коллектора равен обратному току I_ко. Уравнение динамического режима будет иметь вид U_кэ = Е_к - I_ко R_к.

Произведение I_ко R_к ≈ 0, значит, напряжение коллектор-эмиттер транзисто­ра U_кэ будет стремиться к напряжению источника питания Е_к.

В режиме насыщения, когда оба перехода (эмиттерный и коллекторный) открыты, в транзисторе происходит свободный переход носителей зарядов. Ток базы транзистора I_б будет максимален, а ток коллектора примерно равен току насыщения транзистора, т. е. I_к = I_кн, U_кэ = Е_к - I_кн R_н. Произведение I_кн R_н будет стремиться к значению величины напряжения источника питания

Е_к, значит, напря­жение коллектор-эмиттер транзистора U_кэ ≈ 0. Следовательно, транзисторный ключ является ин­вертором, т. е. изменяет фазу поступающего на его вход сигнала на 180 °.

Назначение элементов схемы следующее. Резистор R_б ограничивает ток базы транзистора, что­бы он не превышал максимально допустимого значения для данного транзистора. Емкость перехода база-эмиттер транзистора VТ₁ совместно с сопротивлением резистора R_б представляет собой интегрирующую цепь, которая замедляет процесс открывания и закрывания транзистора. Для преодоления этого недостатка параллельно резистору R_б включают конденсатор, называемый ускоряющим или форсирующим, его емкость должна быть больше входной емкости транзистора.

17. Мультивибраторы: типовая схема на таймере 1006 ви1, диаграммы работы, расчет элементов.

Генераторы напряжения прямоугольных форм часто называют мультивибраторами. Они относятся к классу релаксационных генераторов, то есть генераторов, у которых изменения состояния отдельных активных приборов происходят в результате процесса регенерации.

Под регенерацией обычно понимают переходный процесс в электрической цепи, охваченной положительной обратной связью, который характеризуется резкими изменениями токов и падений напряжений на элементах цепи.

Рассмотренный принцип получения прямоугольного напряжения используется в микросхеме интегрального таймера КР1006ВИ1. В этом таймере ключ S выполнен на транзисторе VT1, на выходе установлен дополнительный буферный элемент DD2, а роль источников опорных напряжений U₁ ,U₂ выполняет делитель напряжений на резисторах R₁ R₂, R₃. Схема включения его мультивибратором показана на рис. 2б. При таком включении конденсатор С заряжается через резисторы R₁, R₂ до напряжения U₂=2/3U_п, а разряжается через резистор R₂ до напряжения U₁=1/3U_п. Диаграммы работы мультивибратора представлены на рис. 1в. Для расчета длительности импульса и паузы для схемы на рис. 2в, используем формулы: t_и=0.693·(R1+R2)С1, t_п=0.693·R2С1.

б)

Упрощенная схема таймера КР1006ВИ1 (а, б) и его включение мультивибратором (в)