Ключи на биполярных транзисторах.

На рис.6.1.а) приведена последовательная схема транзисторного ключа, а на рис.6.1.б) выходные ВАХ транзистора, поясняющие его работу. Для обеспечения ключевого режима работы транзистор должен находится либо в точке «А» либо в точке «В» его выходных характеристик. Для этого ток базы транзистора должен изменяться от до нуля ( ). Реально, для уменьшения потерь, минимальный ток базы транзистора выбирают из условия:

, (6.1)

где: - коэффициент насыщения ( ).

Из приведенных характеристик следует, что в обеих точках не выполняется условие идеального ключа ( , ), то есть существуют некоторые потери мощности, как во включенном, так и выключенном состояниях.

Рис.6.1. Последовательный ключ на биполярном транзисторе а) и его ВАХ б).

Общие потери в транзисторе складываются из четырех составляющих:

- потерь во включенном состоянии

; (6.2)

- потерь в выключенном состоянии

; (6.3)

- потерь на переключение, то есть потерь при переходе ключа из включенного состояния в выключенное и наоборот равны:

. (6.4)

- потери в управляющей цепи. Эти потери, в основном, определяются обеспечением включенного состояния транзистора.

Потерь на переключение сильно зависят от характера нагрузки. Для резистивной нагрузки:

, (6.5)

где: - частота переключения ключа;

- времы включения ключа;

- время выключения ключа.

Для активно-индуктивной нагрузки они примерно в три раза больше, что определяется характером движения рабочей точки транзистора при переключении по его выходным ВАХ.