Транзисторные ключи

Транзисторные ключи являются основным элементом импульсных схем. Наиболее распространен ключ по схеме с общим эмиттером.

Рис.7.1. Принципиальная схема транзисторного ключа

Транзисторный ключ имеет три режима работы:

1. Режим отсечки: транзистор заперт (ключ разомкнут)

В этом случае заперты оба p – n перехода.

U_бэ < 0 U_бк < 0

I_K = I_KO I_Э << I_K (I_Б = I_Э – I_К)

I_б ≈ - I_КО

Рис.7.2. Динамические характеристики режима отсечки

На динамических характеристиках режим отсечки соответствует т. А.

2. Режим насыщения.

В этом случае открыты оба p – n перехода транзистор открыт (ключ замкнут)

U_бэ > 0 U_бк > 0

Напряжение на транзисторе U_K ≈ 0. Это напряжение на открытых p – n переходах.

R_тр ≈ 0.

- максимально возможный ток через транзистор.

На динамических характеристиках соответствует точке В транзистор переходит в режим насыщения при положительном приращении базового тока до значения, при котором изменение тока коллектора прекращается. Это соответствует переходу рабочей точки по линии нагрузки из точки А в точку В.

Определим ток базы насыщения, как минимальный ток, при которм ключ уже находится в состоянии насыщения.

, где

β – коэффициент тока базы.

При расчете ключевых схем используют токовый критерий насыщения, т.е. выбирают I_б > I_бн и критерий отсечки по напряжению.

3. Динамический режим соответствует переходу из т. А в т. В и обратно.

Этот режим имеет конечную длительность. Транзистор в этом случае работает как линейный элемент и потребляет мощность на себя, снижая тем самым КПД импульсного устройства. Влияние этого режима, ослабляется с увеличением ключей.