Pri delu s kompleksnimi vezji je koristno uporabiti različne tehnične trike, ki vam omogočajo, da z malo truda dosežete svoj cilj. Eden od njih je ustvarjanje tranzistorskih stikal. Kaj so oni? Zakaj bi jih morali ustvariti? Zakaj se imenujejo tudi "elektronski ključi"? Kakšne so značilnosti tega postopka in na kaj moram biti pozoren?
Iz česa so narejena tranzistorska stikala
Izdelani so z uporabo polijskih ali bipolarnih tranzistorjev. Prve delimo še na MIS in ključe, ki imajo krmilno p–n stičišče. Med bipolarnimi ločimo nenasičene. 12-voltni tranzistorski ključ bo lahko zadovoljil osnovne potrebe radioamaterja.
Statični način delovanja
Analizira zasebno in javno stanje ključa. Prvi vhod vsebuje nizko napetostno raven, ki označuje signal logične ničle. V tem načinu sta oba prehoda v nasprotni smeri (dobi se meja). In samo toplota lahko vpliva na kolektorski tok. V odprtem stanju je na vhodu ključa visoka napetost, ki ustreza signalu logične enote. Možno je delo v dveh načinihhkrati. Takšna zmogljivost je lahko v območju nasičenosti ali linearnem območju izhodne karakteristike. Na njih se bomo podrobneje zadržali.
Nasičenost ključa
V takih primerih so tranzistorski spoji usmerjeni naprej. Če se torej osnovni tok spremeni, se vrednost kolektorja ne bo spremenila. V silicijevih tranzistorjih je za pridobitev pristranskosti potrebno približno 0,8 V, medtem ko pri germanijevih tranzistorjih napetost niha v območju 0,2-0,4 V. Kako se na splošno doseže ključna nasičenost? To poveča osnovni tok. Toda vse ima svoje meje, tako kot naraščajoča nasičenost. Torej, ko je dosežena določena trenutna vrednost, preneha naraščati. In zakaj izvajati nasičenost ključev? Obstaja poseben koeficient, ki prikazuje stanje. Z njegovim povečanjem se nosilnost, ki jo imajo tranzistorska stikala, poveča, destabilizacijski dejavniki začnejo vplivati z manjšo silo, vendar se zmogljivost poslabša. Zato je vrednost koeficienta nasičenosti izbrana iz kompromisnih premislekov, pri čemer se osredotočamo na nalogo, ki jo bo treba izvesti.
Slabosti nenasičenega ključa
In kaj se zgodi, če optimalna vrednost ni dosežena? Potem bodo takšne pomanjkljivosti:
- Napetost javnega ključa bo padla in izgubila na približno 0,5 V.
- Odpornost proti hrupu se bo poslabšala. To je posledica povečanega vhodnega upora, ki ga opazimo pri tipkah, ko so v odprtem stanju. Zato lahko povzročijo tudi motnje, kot so prenapetostispreminjanje parametrov tranzistorjev.
- Nasičen ključ ima pomembno temperaturno stabilnost.
Kot vidite, je ta postopek še vedno bolje izvesti, da bi na koncu dobili popolnejšo napravo.
Uspešnost
Ta parameter je odvisen od največje dovoljene frekvence, ko je mogoče izvesti preklapljanje signala. To pa je odvisno od trajanja prehodnega pojava, ki ga določa vztrajnost tranzistorja, pa tudi od vpliva parazitskih parametrov. Za karakterizacijo hitrosti logičnega elementa je pogosto naveden povprečni čas, ki nastane, ko signal zamuja, ko se prenese na tranzistorsko stikalo. Diagram, ki ga prikazuje, običajno prikazuje ravno tako povprečno odzivno območje.
Interakcija z drugimi ključi
Za to se uporabljajo povezovalni elementi. Torej, če ima prvi ključ na izhodu visoko napetost, se drugi odpre na vhodu in deluje v določenem načinu. In obratno. Takšno komunikacijsko vezje pomembno vpliva na prehodne procese, ki se pojavljajo med preklapljanjem in hitrost tipk. Tako deluje tranzistorsko stikalo. Najpogostejša so vezja, v katerih interakcija poteka le med dvema tranzistorjema. A to sploh ne pomeni, da tega ne more narediti naprava, v kateri bodo uporabljeni trije, štirje ali celo več elementov. Toda v praksi je težko najti aplikacijo za to,zato se delovanje tranzistorskega stikala te vrste ne uporablja.
Kaj izbrati
S čim je bolje delati? Predstavljajmo si, da imamo preprosto tranzistorsko stikalo, katerega napajalna napetost je 0,5 V. Nato bo z osciloskopom mogoče zajeti vse spremembe. Če je kolektorski tok nastavljen na 0,5 mA, bo napetost padla za 40 mV (osnovna bo približno 0,8 V). Po standardih naloge lahko rečemo, da je to precej pomembno odstopanje, ki omejuje uporabo v številnih vezjih, na primer v stikalih za analogne signale. Zato uporabljajo posebne tranzistorje z učinkom polja, kjer je krmilno p–n stičišče. Njihove prednosti pred njihovimi bipolarnimi bratranci so:
- Majhna količina preostale napetosti na ključu v stanju ožičenja.
- Velik upor in posledično majhen tok, ki teče skozi zaprt element.
- Nizka poraba energije, zato ni potrebna znatna krmilna napetost.
- Možno je preklopiti nizkonivojske električne signale, ki so enote mikrovoltov.
Tranzistorizirani relejni ključ je idealna aplikacija za to področje. Seveda je to sporočilo objavljeno tukaj samo zato, da imajo bralci predstavo o njihovi uporabi. Malo znanja in iznajdljivosti - in možnosti izvedb, v katerih so tranzistorska stikala, bo izumljenih ogromno.
Primer dela
Poglejmo si podrobneje,kako deluje preprosto tranzistorsko stikalo. Preklopni signal se prenaša z enega vhoda in odstrani z drugega izhoda. Za zaklepanje ključa se na vrata tranzistorja dovede napetost, ki presega vrednosti vira in odtoka za vrednost, večjo od 2-3 V. Toda v tem primeru je treba paziti, da ne presegajo dovoljeno območje. Ko je ključ zaprt, je njegov upor razmeroma velik - več kot 10 ohmov. To vrednost dobimo zaradi dejstva, da dodatno vpliva povratni prednapetostni tok p-n spoja. V istem stanju kapacitivnost med preklopnim signalnim vezjem in krmilno elektrodo niha v območju 3-30 pF. Zdaj pa odprimo tranzistorsko stikalo. Vezje in praksa bosta pokazala, da se bo napetost krmilne elektrode približala ničli in je zelo odvisna od obremenitvene upornosti in preklopne napetostne karakteristike. To je posledica celotnega sistema interakcij vrat, odtoka in vira tranzistorja. To povzroča nekaj težav pri delovanju prekinjevalnega načina.
Kot rešitev tega problema so bila razvita različna vezja, ki stabilizirajo napetost, ki teče med kanalom in vrati. Poleg tega je zaradi fizikalnih lastnosti v tej funkciji mogoče uporabiti celo diodo. Če želite to narediti, ga je treba vključiti v smeri naprej blokirne napetosti. Če se ustvari potrebna situacija, se dioda zapre in odpre se p-n stičišče. Tako, da ko se preklopna napetost spremeni, ostane odprta in se upor njenega kanala ne spremeni, med virom in vhodom ključa, lahkovklopite visoko uporni upor. In prisotnost kondenzatorja bo znatno pospešila postopek polnjenja rezervoarjev.
Izračun tranzistorskega ključa
Za razumevanje dajem primer izračuna, lahko nadomestite svoje podatke:
1) Kolektor-emiter - 45 V. Skupna disipacija moči - 500 mw. Kolektor-emiter - 0,2 V. Mejna frekvenca delovanja - 100 MHz. Baza-emiter - 0,9 V. Kolektorski tok - 100 mA. Statistično trenutno prenosno razmerje – 200.
2) 60mA upor: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Ocena upora kolektorja: 3,45\0,06=57,5 ohmov.
4) Za udobje vzamemo vrednost 62 Ohm: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Upoštevamo osnovni tok: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Koliko bo na osnovnem uporu: 5 - 0, 9=4, 1 V.
7) Določite upor osnovnega upora: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Sklep
In končno, o imenu "elektronski ključi". Dejstvo je, da se stanje spreminja pod vplivom toka. In kaj on predstavlja? Tako je, celota elektronskih dajatev. Od tod izvira drugo ime. To je vse. Kot lahko vidite, načelo delovanja in razporeditev tranzistorskih stikal nista nekaj zapletenega, zato je razumevanje tega izvedljiva naloga. Treba je opozoriti, da je tudi avtor tega članka moral uporabiti nekaj referenčne literature, da si je osvežil svoj spomin. Zato, če imate vprašanja o terminologiji, predlagam, da se spomnite razpoložljivosti tehničnih slovarjev in poiščete novega.informacije o tranzistorskih stikalih so tam.
