Роль коммутирующего ключевого элемента в ключах рис.1,2 играет выходной транзистор, который в статических состояниях находится либо в режиме отсечки (пропускает минимальный остаточный ток, близкий к нулевому), либо в режиме насыщения (на нем падает минимальное остаточное напряжение, близкое к нулевому), и только при смене состояний он в течение некоторого времени находится в активной области.
Остаточный ток и остаточное напряжение являются главными статическими параметрами ключа.
В запертом состоянии ключа рис.1, строго говоря, должно выполняться условие Uвх < 0. В этом случае эмиттерный и коллекторный p-n переходы транзистора смещены в обратном направлении. Однако кремниевый p-n переход остается запертым и при положительном напряжении, если Uвх < U0 (U0
0,7В – напряжение на открытом p-n переходе, которое считают напряжением отпирания p-n перехода). При этом токи всех трех выводов транзистора обычно не превышают долей микроампера. Простейшей моделью (схемой замещения) запертого кремниевого транзистора является разрыв всех его выводов (рис.3,а).
В данной лабораторной работе исследуются ключи на кремниевых транзисторах, поэтому токи запертого транзистора в последующем изложении считаются нулевыми.
В режиме насыщения транзистора оба p-n перехода смещены в прямом направлении. В таком случае напряжение UбэU0, а остаточное напряжение между коллектором и эмиттером Uкн = Uр + Iкн rк , где Uр – разность напряжений на эмиттерном и коллекторном переходах; Iкн - ток коллектора; rк - сопротивление коллекторного слоя. Обычно полное остаточное напряжение Uкн составляет 50-100 мВ, что много меньше напряжения Eк, поэтому в последующем изложении остаточное напряжение Uкн считается нулевым. В таком случае простейшей моделью (схемой замещения) насыщенного кремниевого транзистора является схема рис.3,б. Резистор rб учитывает сопротивление открытого эмиттерного p-n перехода.
В состоянии нормального активного усиления эмиттерный p-n переход открыт, а коллектрный – смещен в обратном направлении (в состоянии инверсного усиления – наоборот). Простейшая модель транзистора в режиме усиления представлена на рис.3.в. Усилительные свойства транзистора учитываются включением между коллектором и эмиттером зависимого генератора тока BIб . Напряжение на открытом эмиттерном переходе учитывается включением между базой и эмиттером транзистора генератора эдс U0.
Для определения статических токов и напряжений в ключах рис.1,2 можно использовать простейшие модели транзисторов, приведенные на рис.3, в соответствии с рабочими режимами транзисторов.
Для схемы рис.1 при использовании соответствующей схемы замещения имеем:
( 1 )
Минимальный базовый ток, который требуется для насыщения (граничный режим между насыщенным и активным), находится по известному значению коллекторного тока Iкн: Перейти на страницу: 1 2 3
Другое по теме:
Организация почтовой связи Связь является одной из важнейших составляющих экономики. Основное ее назначение – наиболее полное и высококачественное удовлетворение потребностей в услугах связи населения, экономики и обороны страны с учетом постоянно растущих потребностей об ...