SU1644372A1 - Транзисторный ключ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах коммутации. Цель - повышение надежности транзисторного ключа путем уменьшени  времени пере2 . ключени  выходного транзистора. Транзисторный ключ содержит выходной транзистор 1, баз.о-эмиттеркый переход которого шунтирован резистором 2 и защитным диодом 3, первый и второй предварительные транзисторы 4 и 5, а также резисторы 6, 8 и 9 и конденсатор 7. При отпирании первого и второго предварительных транзисторов 4 и 5 происходит форсированное отпирание выходного транзистора 1 посто нным током через резистор 6 и импульсным током через цепь из конденсатора 7 и резистора 8. При запирании предварительных транзисторов 4 и 5 происходит снижение до нул  тока через резистор 6 и форсированное запирание выходного транзистора 1 запирающим смещением за счет энергии, накопленной в конденсаторе 7 через резисторы 8 и 9. 2 ил. в SS

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах коммутации систем радиотехники , автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности транзисторного ключа путем уменьшени  времени переключени  выходного транзистора.

На фиг. 1 (а,б) приведена электрическа  схема транзисторного ключа; на фиг. 2 - диаграммы токов и напр жений на элементах транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит выходной транзистор 1, база-эмиттерный

переход которого шунтирован первым резистором 2 и защитным диодом 3, первый 4 и второй 5 предварительное. транзисторы, тип проводимости которых противоположен типу проводимости выходного транзистора 1, база которого соединена через третий резистор 6 с коллектором второго предварительного транзистора 5 и через конденсатор 7 и четвертый резистор 8 - с коллектором первого предварительного транзистора1 4, соединенного через второй резистор 9 с первым входным выводом

Транзисторный ключ работает следующим образом.

&Ь

ОЭ К

Допустим, что до момента времени t, сигнал управлени  10 был отпирающим . Предварительные транзисторы 4 и 5 и выходной транзистор Т открыты. Напр жение 11 эмиттер-коллектор, выходного транзистора 1 равно напр жению насыщени  эмиттер-коллектор. Через выходной транзистор 1 протекает ток 12, величина которого опре- делаетс  сопротивлением нагрузки, котора  подключаетс  между коллектором выходного транзистора и вторым входным выводом.

Падение напр жени  на резисторе 9 равно входному напр жению 13 за вычетом напр жени  насыщени  эмиттер-коллектор транзистора 4, а напр  жение 14 эмиттер-база выходного транзистора равно напр жению насыщени  эмиттер-базового перехода.

Пусть в момент времени t измен етс  пол рность сигнала управлени  10, предварительные транзисторы 4 и 5 закрываютс , цепь дл  протекани  базового тока выходного транзистора 1 начинает прерыватьс , что приводит к уменьшению отрицательного напр жени  U выходного транзистора (см. фиг. 2, напр жение 14). Одновременно напр жение на коллекторе транзистора 4 начинает увеличиватьс , что приводит к перезар ду конденсатора 7. Вследствие того, что напр жение на обкладках конденсатора 7 скачком изменитьс  не может, на базовый вывод выходного транзистора 1 начинает поступать запирающее напр жение 14. В момент времени t выходной транзистор 1 начинает закрыватьс  (см. фиг. 2, напр жение 11). К моменту времени tj начинает уменьшатьс  ток, протекающий через выходной транзистор 1 (см. фиг. 2, ток 12). К моменту времени t выходной транзистор полностью закрываетс . Конденсатор 7 заканчивает перезар жатьс  к моменту времени ts, к этому времени напр жение на коллекторе транзистора 4 становитс  равным напр жению на первом входном выводе, а напр жение на базо-эмиттерном переходе транзистора 1 становитс  равным нулю. Таким образом, за счет перезар да конденсатора 7, который осуществл етс  через резисторы 8 и 9 при закрывании транзистора 4, на базовый вывод вы- ходного транзистора 1 поступает импульс запирающего напр жени , который ускор ет запирание транзистора

5

0

5

, Q

55

0

35

40

45

50

и уменьшает фронт нарастани  напр жени  эмиттер-коллектор (см. фиг. 2, напр жение 11) и фронт спада тока Хсм. фиг. 2, ток 12), т.е. уменьшает врем  закрывани  выходного транзистора 1. Посто нна  времени дифференциальной цепочки (конденсатор 7 - резисторы 8 и 9), формирующей запирающий импульс на базовый вывод выходного транзистора 1, должна выбиратьс  минимально возможной (исход  из характеристик примен емых элементов ) , что обеспечит ее наиболее эффективное действие. Защитный диод 3 обеспечивает ограничение величины запирающего напр жени  и тем самым предохран ет баэа-эмиттерный переход выходного транзистора 1 от пробо .

Пусть в момент времени tg сигнал управлени , снова сменил знак. Предварительные транзисторы 4 и 5 открываютс  и создают через резистор 6 цепь дл  протекани  базового тока выходного транзистора 1. Одновременно конденсатор 7 начинает перезар жатьс , в результате чего создаетс  дополнительна  цепь дл  протекани  тока выходного транзистора 1 через конденсатор 7, резистор 8 и транзистор 4. За счет форсировки величины базового тока выходного транзистора 1 ускор етс  процесс включени  выходного транзистора 1 (см. фиг. 2, напр жение 11). Фронт нарастани  тока (см. фиг. 2, ток 12) при включении выходного транзистора 1 определ етс  только посто нной времени цепи нагрузки .

Резистор 8 осуществл ет ограничение величины дополнительного базового тока выходного транзистора 1 при его включении. Таким образом, за счет приложени  к база-эмиттерному переходу выходного транзистора 1 импульса запирающего напр жени  уменьшаемс  врем  закрывани , а за счет создани  форсированного базового тока выходного транзистора 1, при его открывании , уменьшаетс  врем  открывани  выходного транзистора 1.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Транзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, коллектор которого присоединен к выходному выводу, эмиттер - к первому входному выводу, а базо-эмиттерный переход шунтирован первым резистором, первый и второй

   предварительные транзисторы, тип проводимости которых противоположен типу проводимости выходного транзистора , подключенные эмиттерами к второму входному выводу, коллектор первого предварительного транзистора соединен через второй резистор с первым входным выводом, а база подключена к входу управлени  устройства , третий резистор и конденсатор, подключенный первым выводом к базе выходного транзистора, и четвертый резистор, отличающийс 

   тем, что, с целью повышени  надежности путем уменьшени  времени переключени  выходного транзистора, введен защитный диод, присоединенный параллельно базо-эмиттерному переходу выходного транзистора, при этом второй вывод третьего резистора подключен к коллектору второго транзистора , база которого объединена с базой первого предварительного транзистора, коллектор которого соединен через четвертый резистор с вторым выводом конденсатора.

   Фиг. 2