SU728120A1 - Устройство дл повышени рабочего напр жени нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением-мультитрон - Google Patents

Description

(54) МУЛЬТИТРОН

Изобретение относитс  к области электротехники и электроники, в частности к высоковольтным нелинейным устройствам с высоким выходным сопротивлением. Известные современные полупроводниковые нелинейные элементы с высоким выходным сопротивлением: бипол рные и полевые транзисторы , трабилизаторы тока (корректоры), диоды Ганна и др. имеют, как правило, допустимое рабочее напр жение не более 100 В, и только у немногих специальных высоковольтных бипол рных транзисторов оно достигает нескольких сот вольт (у лучших 1,5 ... ...2,5 кВ) 1. Высоковольтные транзисторы имеют следующие недостатки: малый козффивдент передачи тока, низка  гранична  частота, высокое сопротивление насыщени , опасность вторичного пробо , невозможно создать транзисторы на напр жение выше 3...5 кВ. Известны устройства дл  повышени  рабочего напр жени  транзисторов в стабилизаторах напр жени , вьшолненные в виде цепочки после довательно соединенных бипол рных транзисторов с резистивным или резистивно-транзисторным делителем напр жени  в базовых цеп х транзисторов 2. Недостатком таких устройств  вл етс  снижение выходного сопротивлени  из-за шутировани  его делителем. Это приводит к снижению КПД,, увеличению коэффициента обратной св зи по напр жению и исключению возможности работы и режимах о-гсечки и насьпцени , а следовательчо и в ключевом режиме. Кроме того, наличие резистивного делител  затрудн ет применение интегральной технологии при изготовлении . Известно устройство дл  повышени  рабочего напр жени  нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением, содержащее диоды и группу последовательно соединенных транзисторов с йстбчниками Тока в цеп х управл ющих электродов 3. Недостатками такэго устройства  вл ютс  ограниченный диапазон выходного тока, исключающий режим отсечки. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет расти3728

рени  диапазона рабочих токов при одновременном снижении тока холостого хода и упрощении схемы.

Цель достигаетс  тем, что предлагаемое устройство снабжено цепочкой последовательно соединеных стабилитронов, один крайный вывод которой соединен с общим выходным электродом устройства, а остальные отводы соединень с управл ющими электродами транзисторов. Устройство может содержать бипол рные транзисторы , в цепи коллекторов которых включены параллельно соединенные диоды и переходы эмиттер-база транзисторов дополнительного типа проводимости, коллекторы которых присоединены к базам соответствующих транзисторов . Устройство может содержать нолевые транзисторы, между затворами и истоками которых включены диоды в обратной пол рности.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - случай использовани  полевых транзисторов. « -

Последовательно с нелинейным элементом 1 (бипол рным или полевым транзистором, стабилитроном тока и т.д.) включены одинаковые  чейки 23,4, состо щие из транзисторов. 5, диода 6 и транзистора 7 обратного типа проводимости . Стабилитроны 8, 9, 10 соединены последовательно в цепочку, один крайний вьгоод которой  вл етс  общим выходным электродом устройства, а остальные отводы соединены с базами транзисторов 5.

Рассмотрим работу устройства в случае, когда элеп ентом 1  вл етс  бипол рный транзистор в режиме заданного тока базы т.е. с общим , эмиттером. Когда ток базы больше границы насыщени , транзистор 1 насыщен, а транзисторы 5 в  чейках 2,3, 4 нжыщены токами коллекторов транзисторов 7, поскольку соотношение площадей переходов эмиттер-база транзисторов 7 и диодов 6 выбрано так, что ток коллектора транзистора 7 превышает ток базы транзистора 5 на границе насыщени  во всем допустимом диапазоне токов коллектора транзистора 5. Напр жение в режиме насьпцени  транзисторов мало, стабилитроны 8, 9, 10

заперты и не оказьгоают вли ни  на работу схемы, так как их обратные токи меньше обратных токов транзисторов (за счет соответствующего соотношени  площадей переходов).

При уменьшении тока базы ниже границы насыщени , транзистор 1 переходит в активный режим, и напр жение на нем растет. Когда напр жение на транзисторе 1 приближаетс  к напр жению щзобо  стабилитрона 8, последний про&1ваетс  и уменьшает ток базы транзистора 5 в  чейке 2, транзистор 5 переходит в активный режим и далее напр жение на транзисторе 1 остаетс  неизменным, а напр жение на транзисторе 5 в  чейке 2 растет, пока не приблизитс  к пробойному напр жению стабилитрона 9, и т.д., пока ток базы транзистора 1 не снизитс  до нул  и начнет измен ть знак, при этом транзистор I и все устройство переход т в режим отсечки. В этом режиме почти все напр жение питани  приложено к устройству и делитс  между транзисторами 1 и 5 благодар  стабилитронам 8, 9, 10. При этом ток через устройство близок к току запертого транзистора.

В случае, показанном на фиг.2, последовательно с нелинейным элементом включены последовательно соединенные полевые транзисторы 11, 12, 13. Между затворами и истоками последних включены обратносмещенные шоды 14, 15, 16.

Работа этого устройства мало отличаетс  от рассмотренного выше.

Таким образом, предложенное устройство позвол ет повысить допустимое напр жение в п+1 раз, где п - число  чеек, при сохранении основных параметров транзистора 1.

Действие устройства с другими нелинейными элементами I аналогично описанному.

Следовательно, предложенное устройство преобразует низковольтный нелинейный элемент с высоким выходным сопротивлением в высоковольтный. Нащ5имер, с помощью низковольтных бипот рных транзисторов можно получить аналог высоковольтного транзистора, но с высоким коэффициентом передачи тока, высокой граничной частотой, высоким выходным сопротивле шем и низким коэффициентом обратной св зи по напр жению в отличие от специального высоковольтного транзистора, у которого эти параметры невысокие. А при использовании в устройстве специальных высоковольтных транзисторов, можно получить аналог транзистора на напр жени  в дес тки киловольт , у которого только гранична  частота будет ограничена высоковольтными транзисторами , а остальные основные параметры как у транзистора 1.

Устройство имеет простую схему, состоит только из активных элементов, что дает возможность его выполнени  в виде микросхемы.

Claims (1)

1. Устройство дл  повыщени  рабочего напр жени  нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением, содержащее диоды и группу последовательно соединенных транзисторов с истрчниками тока в цеп х управл ющих электродов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  ф нкциональш 1Х возможностей за счет расширени  диашзона рабочих токов при одновременном снижении тока холосто