Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1 11Электрический ключ (1).doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
08.11.2019
Размер:
623.1 Кб
Скачать
  1. Электрический ключ

1.1. Электрический ключ

Электрический ключ – устройство предназначенное для коммутации тока в электрической цепи и имеющих два устойчивых состояния: включено и выключено.

Обозначение электрического ключа на функциональных схемах приведен на рис 1.1,а

I

Uу

вкл

U

выкл

а. б. ВАХ идеального ключа

Рис.1.1

Свойства идеального электрического ключа:

  1. нулевое падение напряжения на ключе в состоянии включено.

  2. нулевой ток через ключ в состоянии выключено.

  3. время переключения из одного состояния в другое равно нулю.

Реальный электрический ключ обладает следующими свойствами:

1. ненулевое падение напряжения на ключе в состоянии включено.

2. ненулевой ток через ключ в состоянии выключено.

  1. время переключения из одного состояния в другое не равно нулю.

П

Uу

Rут

Rпр

адение напряжения на ключе объясняется наличием прямого сопротивления ключа, а ненулевой ток объясняется наличием сопротивления утечки ключа.

I

вкл

выкл

U

Рис.1.2 Схема замещения реального Рис.1.3 ВАХ реального ключа

электрического ключа

1.2. Электронный ключ выполненный на биполярном транзисторе

Электронный ключ – электрический ключ выполненный на основе электронных компонентов (транзисторы, тиристоры, симисторы и т.д.).

Н

+En

а рис. 1.4 приведена схема позволяющая рассмотреть все режимы работы биполярного транзистора в ключевом режиме.

Rн

Rб

Eзап

Eотп

VT

Uкэ

KT

Iк

1

2

3

4

Рис. 1.4

1.2.1. Режим насыщения

В этом режиме транзистор проводит ток и говорят что транзистор «открыт». Этот режим соответствует положению «вкл.» электрического ключа. Режим насыщения обеспечивается переводом коммутатора КТ (рис.1.4) в положение 1. При этом схема (рис 1.4) принимает вид приведенный на рис. 1.5.

Rб

Rн

Eотп

VT

Iк

Uкэ

2

3

4

Iб0

Iб1

Iб2

Iб3

Iб4

Iб5

Iгр

Uк.н

Uк.э

Рис. 1.5

Iк

1

Iб0

Iб1

Iб2

Iб3

Iб4

Iб5

Iгр

Iк.н

0

3

4

2

Uкэ. нас.

Еn Uк.э

Рис.1.6

Пусть в цепи базы транзистора существует ток Iб=Iб2 и рабочая точка находится в положении 0 на ВАХ транзистора (рис.1.6). Начнем увеличивать ток базы путем увеличения . При этом рабочая точка будет перемещаться вверх по линии нагрузки. В этом режиме выполняется равенство . При некотором токе базы Iб называемом ток базы граничный ( ) рабочая точка достигает положения 1 на ВАХ транзистора. При этом выражение примет вид , где ток – максимальный ток коллектора, называемый током коллектора насыщения. Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора так же примет минимальное значение , называемое напряжением насыщения.

Такой режим называется граничным режимом работы транзистора. Дополнительным условием существования граничного режима считается равенство нулю напряжения между коллектором и базой транзистора Uкб=0. Это связано с тем что при малых величинах напряжения Uкэ (рабочая точка близка к положению 1) существенно снижается коэффициент передачи тока и коэффициент входящий в выражение , строго не определен. Дальнейший рост Eотп приводит к увеличению до значений больших . Однако рабочая точка останется в положении 1, а следовательно и выполняется неравенство которое называется условием насыщения транзистора.

Условие насыщения транзистора может быть преобразовано в равенство путем применения коэффициента – коэффициента насыщения.

Обычно транзисторы работают с коэффициентом насыщения от 1,2 до 3.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.