Характеристики выходной цепи.

1. Сопротивление ключа в открытом и закрытом состоянии.

2. Максимальный ток открытого ключа (максимальный ток, который может пропускать ключ; для транзисторного ключа это ).

3. Максимальное напряжение разомкнутого ключа (максимальное напряжение на коллекторе разомкнутого транзистора, ).

4. Минимальное остаточное напряжение на замкнутом ключе, доли вольта.

5. Коэффициент использования напряжения питания:

Динамические процессы в ключах на бпт.

Нарисуем аутентичную схему замещения (так как говорим о динамических параметрах), которая описывает поведение системы в моменты переключения.

Схема замещения транзисторного ключа на БПТ:

где ,.

.

При :

,

Чтобы найти , нужноприравнять к. Послеток коллектораизменяться не будет, а заряд будет продолжать накапливаться отдона эквивалентных емкостях.

режим отсечки

режим насыщения

активный режим (переходной процесс)

Мощность

В активном режиме иимеют вполне конечные значения.

Очевидно, что чем больше , тем меньше фронт. Величинаговорит о том, насколько большой ток мы «вкачиваем» в базу. В момент переключения этот ток перезаряжает емкости. Соответственно, чем больше параметр, тем быстрее будут перезаряжены емкости, следовательно, и время фронта будет меньше.

В случае, когда (то есть), считается что формула не работает и принимается

(считается по уровню от установившегося значения).

При переходе из режима насыщения в режим отсечки, транзистор не может мгновенно закрыться, и некоторое время он будет оставаться открытым из-за накопленных зарядов.

Время рассасывания:

После выхода транзистора из режима насыщения, ток коллектора будет уменьшаться с постоянной времени, стремясь к величине:

Рассмотрим процессы после . Происходит скачкообразное изменение, которое ограничивается величиной. Этот скачок вызван «переворачиванием» диода (или приобретением диодом свойств обратной проводимости) из-за того, что объемный заряд в базе диода не может измениться мгновенно. В промежутке временитранзистор остается открытым исохраняет свое значение (транзистор находится в режиме насыщения). Далее, когда, эквивалентный диод начинает закрываться,. Мы опускаемся в активный режим и транзистор начинает запираться.

Когда , транзистор полностью закрыт. Есть несколько параметров, которые характеризуют данный процесс.

где – ток, при котором транзистор только вошел в насыщение,

параметр, характеризующий глубину насыщения (на сколько ).

Чем дальше мы ушли в насыщение (то есть, чем больше ), тем дольше мы из него будем выбираться (тем больше промежуток времени междуи).

Рассмотрим процессы в промежутке времени . Выражение для тока:

Отсюда можно найти время спада – время, в течение которого транзистор переходит из режима насыщения в режим отсечки:

В результате получается, что на этапе открывания транзистора необходимо увеличивать, а на этапе закрывания – уменьшать. Некоторые схемотехническиемероприятия позволяют этого достичь.

Начальная схема ключа:

Если мы поставим емкость , то в момент перехода из режима отсечки в режим насыщения емкость шунтируети ток возрастает. Емкостьпозволяет снизить время переключения транзистора и снизить время перезарядки емкостей (так как, ток будет больше). Чем больше ток, тем быстрее они перезарядятся и быстрее произойдет переключение.

при наличии емкости без емкости

Ток берется из емкости.

Время заряда:

или

где полное сопротивление участка цепи, отмеченного пунктирным контуром.

В момент переключения и мы получаем закоротку. В этом случае ток больше, нетфильтра, перезарядка происходит быстрее. На, так называемую, «полочку» сигнала (участок с постоянным напряжением), введение емкости никак не влияет.

Мы уменьшили фронт. В дальнейшем емкость влияния не оказывает. Теперь уменьшим задний фронт.

Когда транзистор открыт, часть тока будет уходить в диод Шотки, поэтому снизится, и при переходе к режиму отсечки запирание произойдет быстрее.