Транзисторный ключ с нелинейной отрицательной обратной связью.

Рис. 20

Задержку выключения можно устранить полностью, если избежать насыщения транзистора.

Для этого коллектор транзистора (например, n-p-n структуры) должен иметь положительный потенциал, т.е. U_кб>0.

С этой целью в схему транзисторного ключа включают диод VD, и за счёт этого реализуют нелинейную отрицательную обратную связь.

В исходном состоянии, при отсутствии положительных управляющих импульсов транзистор и диод заперты и отрицательная обратная связь отсутствует.

С поступлением положительного импульса +U_m транзистор отпирается ток коллектора i_к нарастает, а потенциал коллектора уменьшается. При этом через резисторы R_б1^’ R_б1^’’ проходит одинаковый ток базы

i_б^’= i_б^’’=I_б1.

Анод диода имеет положительный потенциал относительно базы транзистора (см. рисунок).

Когда в процессе включения напряжение коллектор - база станет меньше обратного напряжения на диоде U_кб<U_обрVD, диод откроется. После этого, если считать, что прямое напряжение на диоде примерно равно нулю

U_кб= U_б1^’’= i_б^’’R _б1^’’>0.

Реально же, прямое напряжение на диоде не равно нулю. Тем не менее, при правильно выбранных элементах схемы напряжение коллектор - база транзистора положительно. Транзистор при этом находится на границе режима насыщения и активного режима, а транзисторный ключ в не насыщенном состоянии.

После отпирания диода VD часть тока базы i_б ответвляется на него и ток i_б равен току базы в стационарном состоянии.

При микроминиатюризации (в микросхемах) при исполнении транзисторных ключей нелинейную отрицательную обратную связь реализуют с помощью диода Шоттки.

Рис. 21

Единую интегральную структуру транзистор - диод Шоттки называют транзистором Шоттки.

При применении диода Шоттки отпадает необходимость во втором источнике смещения на базе транзистора.

Таким образом, в рассмотренной схеме диод VD обеспечивает положительный потенциал на коллекторе относительно базы, т.е. коллекторный переход включен в обратном направлении. При этом транзисторный ключ в режим насыщения не переходит. В результате исключается процесс рассасывания носителей заряда t_рас.

Транзисторные ключи могут исполнятся так же и на полевых транзисторах.

Параметры транзисторных ключей.

Быстродействие - определяется временем включения и временем выключения транзисторного ключа, т.е. временем его переключения.

Пороговое напряжение - значение входного напряжения при котором сопротивление транзисторного ключа резко меняется.

Помехоустойчивость - максимальная величина входного напряжения, при котором транзисторный ключ еще не срабатывает.

Сопротивление во включенном и выключенном состоянии.

Остаточное напряжение на транзисторе.

Применение транзисторных ключей

Транзисторный ключ является основным элементом более сложных схем и устройств импульсной техники:

· усилителей-формирователей;

· триггеров;

· мультивибраторов;

· блокинг-генераторов и т.п.

Таким образом, вся цифровая микроэлектроника построена на основе транзисторных ключей.