SU805277A1

SU805277A1 - Transistor key

Info

Publication number: SU805277A1
Application number: SU792732466A
Authority: SU
Inventors: Николай Ильич Дуплин
Original assignee: Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date: 1979-03-06
Filing date: 1979-03-06
Publication date: 1981-02-15

Description

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ(54) TRANSISTOR KEY

Изобретение относитс к электронной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников электропитани .The invention relates to electronic engineering and can be used in the development of secondary power sources.

Известны транзисторные ключи, в которых дл снижени мощности управлени при работе в широком диапазоне изменени тока нагрузки обеспечиваетс линейна зависимость между током коллектора и током базы, что в схемном отношении реализуетс путем включени в цепь ключа токового трансформатора 1 .Transistor switches are known in which in order to reduce the control power when operating in a wide range of load current variation, a linear relationship between the collector current and the base current is provided, which is realized in the circuit relation by switching the current transformer 1 into the switch circuit.

Недостатками таких транзисторных ключей вл ютс невозможность их работы при посто нном отпираюш;ем сигнале управлени и высокие массогабариты токового трансформатора при работе на низких частотах коммутации.The disadvantages of such transistor switches are the impossibility of their operation at constant unlocking, which means that the control signal and the high mass-dimensions of the current transformer when operating at low switching frequencies.

Известен также транзисторный ключ,, содержащий силовой транзистор, базовый вывод которого соединен с выходом усилител МОШ.НОСТИ, коллекторный вывод соединен с клеммой дл подключени нагрузки и через резистор св зан с неинвертйрующим входом компаратора, эмиттер подключен к общей шине, а инвертирующий вход компаратора соединен с клеммой дл подключени источника опорного напр жени , и диод 2.Also known is a transistor switch, containing a power transistor, the basic output of which is connected to the output of the MOSHT.A amplifier, the collector output is connected to a terminal for connecting the load and connected to a non-inverting comparator input through a resistor, the emitter is connected to the common bus, and the inverting input of the comparator is connected with a terminal for connecting a voltage source, and a diode 2.

Однако известный транзисторный ключ характеризуетс сложностью настройки и сравнительно больщой мощностью управлени , требуемой дл включени ключа.However, the known transistor switch is characterized by the complexity of tuning and the relatively large control power required to turn on the switch.

Цель изобретени - упрощение настройки и снижение мощности управлени транзисторного ключа.The purpose of the invention is to simplify the tuning and power reduction of the control transistor switch.

Поставленна цель достигаетс тем, что усилитель мощности выполнен на двух транзисторах разной структуры, базовый вывод одного из них подключен к выходу компаратора , коллекторный вывод - к клемме дл подключени источника отпирающего напр жени , а эмиттер св зан с выходом усилител мощности, базовый вывод другого транзистора соединен с введенной клеммой дл подключени источника управл ющего напр жени и через анод-катод ди .ода - с инвертирующим входом компаратора , коллекторный вывод - к введенной клемме дл подключени источника запирающего напр жени , а эмиттер св зан с выходом усилител мощности.The goal is achieved by the fact that the power amplifier is made on two transistors of different structure, the basic output of one of them is connected to the comparator output, the collector output is connected to the terminal for connecting the unlocking voltage source, and the emitter is connected to the output of the power amplifier, the basic output of the other transistor connected to the input terminal to connect the source of control voltage and through the anode-cathode of the diode to the inverting input of the comparator, the collector output to the input terminal to connect the source Apirana voltage, and an emitter coupled to output power amplifier.

На фиг. 1 показана принципиальна схема транзисторного ключа; на фиг. 2 - диаграммы , по сн ющие принцип работы ключа .FIG. 1 is a schematic diagram of a transistor switch; in fig. 2 - diagrams explaining the operation of the key.

Транзисторный ключ состоит из силового транзистора 1, подключенного к нагрузке 2. База силового транзистора 1 через вспомогательные транзисторы 3 и 4 соединена соответственно с источниками отпирающего 5 и запирающего 6 напр жений. Базовый вывод вспомогательного транзистора 3 соединен с выходом компаратора 7, входы которого через резисторы 8 и 9 подключены соответственно к коллектору силового транзистора 1 и источнику опорного напр жени 10. Источник 11 управл ющего напр жени , св занный с базовым выводом вспомогательного транзистора 4, подключен .через диод 12 ко входу компаратора 7.The transistor switch consists of a power transistor 1 connected to the load 2. The base of the power transistor 1 is connected via auxiliary transistors 3 and 4, respectively, to the sources of the unlocking 5 and the locking 6 voltages. The base terminal of the auxiliary transistor 3 is connected to the output of the comparator 7, whose inputs through resistors 8 and 9 are connected respectively to the collector of the power transistor 1 and the voltage source 10. The control voltage source 11 connected to the base terminal of the auxiliary transistor 4 is connected. through diode 12 to the input of the comparator 7.

Транзисторный ключ работает следующим образом.Transistor key works as follows.

При подаче положительного сигнала управлени UH компаратор 7 устанавливаетс в положение, при котором на его выходе имеетс напр жение, запирающее вспомогательный транзистор 3 (в данном случае напр жение отрицательной пол рности). Кроме того, при подаче положительного сигнала Uii происходит отпирание вспомогательного транзистора 4, в результате чего наблюдаетс форсированное запирание силового транзистора 1.When a positive control signal UH is applied, the comparator 7 is set to a position at which there is a voltage at its output that blocks the auxiliary transistor 3 (in this case, a negative polarity voltage). In addition, when the positive signal Uii is applied, the auxiliary transistor 4 is unlocked, as a result of which forced locking of the power transistor 1 is observed.

Если в момент времени ti (фиг. 2) пол рность управл ющего сигнала мен етс , происходит выключение транзистора 4 и переопрокидывание компаратора 7, так как UK Ufo - Транзистор 3 открываетс , что обеспечивает протекание тока по базе силового транзистора I и переход его в насыщенное состо ние. Напр жение на коллекторе транзистора 1 и., становитс меньше опорного напр жени Uio, поэтому в момент времени tj происходит обратное переопрокидывание компаратора 7 и закрытие транзистора 3. В интервале времени tt-tj транзистор остаетс открытым только за счет рассасывани неосновных носителей в базовой области. Заметим, что в это врем база силового транзистора оказываетс оторванной от остальных выводов, а потому весь накопленный зар д неосновных носителей уменьшаетс только за счет внутренней рекомбинации. Это приводит к тому, что .врем рассасывани носителей tp ii-ta оказываетс значительным и существенно больщим временем включени дл больщого числа типов силовых высокочастотных транзисторов (2Т803, 2Т808, 2Т908 и др).If the polarity of the control signal changes at time ti (Fig. 2), transistor 4 turns off and comparator 7 overturns as UK Ufo - Transistor 3 opens, which allows current to flow through the base of power transistor I and transition to a saturated one. condition. The voltage across the collector of transistor 1 and. Becomes less than the reference voltage Uio, therefore at time tj the reverse reversal of the comparator 7 occurs and the transistor 3 closes. In the time interval tt-tj, the transistor remains open only due to resorption of minority carriers in the base region. Note that at this time, the base of the power transistor is cut off from the other terminals, and therefore the entire accumulated charge of minority carriers is reduced only by internal recombination. This leads to the fact that the carrier absorption time tp ii-ta turns out to be significant and significantly longer switch-on time for a large number of types of high-frequency power transistors (2Т803, 2Т808, 2Т908, etc.).

В момент времени tj напр жение U., становитс равным опорному напр жению Uio, в результате чего компаратор 7 переопрокидываетс , а на базу силового транзистора 1 поступает новый импульс тока отпирающей пол рности. Далее процесс повтор етс , т. е. открытое состо ние силового транзистора обеспечиваетс йодачей на базу пачки отпирающих импульсов тока. При уменьщении коллекторного токаAt time tj, the voltage U., becomes equal to the reference voltage Uio, as a result of which the comparator 7 overturns, and a new current pulse of the unlocking polarity arrives at the base of the power transistor 1. The process then repeats, i.e., the open state of the power transistor is provided by iodine to the base of a burst of current pulses. When reducing the collector current

врем рассасывани увеличиваетс , при этом соответственно уменьшаетс среднее значение базового тока 1а.ср(кривые на фиг. 2 после момента времени t).the resorption time is increased, while the average value of the base current 1a.sr decreases accordingly (curves in Fig. 2 after time point t).

Интервал времени tj-ti, в течение которого происходит процесс насыщени силового транзистора, занимает обычно не более нескольких микросекунд (в зависимости от частотных свойств транзистора) и регулируетс на практике путем установлени некоторой зоны гистерезиса в работе компаратора .The time interval tj-ti, during which the saturation process of the power transistor takes place, usually takes no more than a few microseconds (depending on the frequency properties of the transistor) and is adjusted in practice by setting a certain hysteresis zone in the comparator operation.

В предлагаемой схеме при изменении нагрузки 2 автоматически устанавливаетс такой режим работы, когда на открытом ключе напр жение Um примерно равно опорному напр жению UioФормула изобретени In the proposed scheme, when the load 2 is changed, the operation mode is automatically set when the open voltage Um is approximately equal to the reference voltage Uio.

Транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, базовый вывод которого соединен с выходом усилител мощности, коллекторный вывод соединен с клеммойA transistor switch containing a power transistor, the base terminal of which is connected to the output of the power amplifier, the collector terminal connected to the terminal

дл подключени .нагрузки и через резистор св зан с неинвертирующим входом компаратора , эмиттер подключен к общей щине, а инвертирующий вход компаратора соединен с клеммой дл подключени источника опорного напр жени , и диод, отличающийс тем, что, с целью упрощени настройки и снижени мощности, управлени , усилитель мощности выполнен на двух транзисторах разной структуры, базовый вывод одного из них подключен к выходу компаратора , коллекторный вывод - к клемме дл подключени источника отпирающего напр жени , а эмиттер св зан с выходом усилител мощности, базовый вывод другого транзистора соединен с введенной клеммой дл подключени источника управл ющего напр жени и через анод-катод диода - с инвертирующим входом компаратора, коллекторный вывод - к введенной клемме дл подключени источника запирающего напр жени -, а эмиттер св зан с выходомto connect the load and through a resistor connected to the non-inverting input of the comparator, the emitter is connected to a common busbar, and the inverting input of the comparator is connected to a terminal for connecting a voltage source, and in order to simplify tuning and reduce power, control, the power amplifier is made of two transistors of different structure, the basic output of one of them is connected to the comparator output, the collector output is connected to the terminal for connecting the unlocking voltage source, and the emitter is connected to by the power amplifier, the base terminal of the other transistor is connected to the input terminal for connecting the control voltage source and through the anode-cathode of the diode to the inverting comparator input, the collector output to the input terminal for connecting the blocking voltage source, and the emitter is connected way out

(j усилител мощности.(j power amplifier.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 337904, кл. G 05 F 1/56. 5 2. Машуков Е. В. Транзисторные устройства коммутации и защиты сетей посто нного тока. ЭТА под ред. Ю. И. Конева, вып: 9. «Советское радио, 1977, с. 25, рис. 6а.Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 337904, cl. G 05 F 1/56. 5 2. Mashukov E.V. Transistor switching devices and protection of DC networks. ETA ed. Yu. I. Konev, issue: 9. “Soviet Radio, 1977, p. 25, fig. 6a.

Claims

Claim

A transistor switch containing a power transistor whose base terminal is connected to the output of the power amplifier, the collector terminal is connected to the terminal for connecting the load and through the resistor is connected to the non-inverting input of the comparator, the emitter is connected to a common bus, and the inverting input of the comparator is connected to the terminal for connecting the source reference voltage, and a diode, characterized in that, in order to simplify settings and reduce power, control, the power amplifier is made on two transistors of different structures, the basic output one of them is connected to the output of the comparator, the collector output to the terminal for connecting the source of the trigger voltage, and the emitter is connected to the output of the power amplifier, the base terminal of the other transistor is connected to the input terminal for connecting the source of the control voltage and through the anode-cathode of the diode to the inverting the input of the comparator, the collector output to the input terminal for connecting the source of the locking voltage, and the emitter is connected to the output of the power amplifier.