русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Ключ на биполярных транзисторах.


Дата добавления: 2014-11-27; просмотров: 3812; Нарушение авторских прав


Транзистор в ключевой схеме, как и в усилительных схемах, может быть включен с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК). Схема включения ОЭ в ключевых схемах поучила наибольшее распространение в силу следующих особенностей:

¾ схема с ОЭ обладает наибольшим усилением по мощности. Поэтому для управления ключом требуется минимальная мощность;

¾ остаточное напряжение на открытом и насыщенном транзисторе составляет доли вольта, не зависит от параметров транзистора, напряжения питания, температуры. Режим насыщения удобно использовать как низкий логический уровень;

¾ схема ОЭ обладает худшими частотными свойствами и недостаточным быстродействием. Используются различные схемотехнические приемы для улучшения характеристик.

В цифровой электронике транзисторы n-p-n типа используются значительно чаще, чем транзисторы p-n-p. Цифровые ИС выпускаются исключительно на транзисторах n-p-n. Связано это с тем, что в кремнии подвижность носителей n-типа (электронов) в 5-6 раз выше, чем у носителей p-типа (дырок). Транзисторы n-p-n типа с электронной проводимостью более быстродействующие, чем транзисторы p-n-p с дырочной проводимостью. Однако в некоторых случаях схемы ключей на дискретных элементах получаются проще и эффективнее при использовании комбинации транзисторов с разной проводимостью

На рис. 2.2. показан простейший ключ на биполярном транзисторе и его входная и выходная характеристика Как видно из входной характеристики (рис 2.2б) ключ заперт «заперт» при Uвх<+0.7 В, что обусловлено «пяткой» вольтамперной характеристики биполярного транзистора.

Рис 2.2. Схема ключа на биполярном транзисторе

При этом ток базы и коллектора пренебрежимо малы, напряжение на выходе Uвых=+Еп. Ключ остается запертым, даже если на входе действует напряжение логического нуля, составляющего +0.4 В.



Если на вход подать напряжение логической 1, т.е. Uвх1>0.7 В, переход база-эмиттер оказывается прямо смещен. Напряжение на прямо смещенном переходе фиксируется на уровне Uбэ»0.7 В. Входной ток Iвх определяется сопротивлением Rб ; Iвх=(Е1-Uбэ)/Rб. С увеличением входного тока пропорционально увеличивается коллекторный ток Iк =bIб, уменьшается напряжение на выходе Uвыхп - Iк×Rк. При достаточно большом входном токе транзистор входит в режим насыщения. При этом ток коллектора насыщения максимален и равен Iкн»Еп/Rк. Напряжение на коллекторе в режиме насыщения минимально, практически не зависит от транзистора (зависит от материала полупроводника) и равно Uкэн=(0.1-0.3) В. Ток базы насыщения Iбн =Iкн/b = Еп/bRк. Таким образом, условием насыщения транзистора является Iвх1/RБ³ Iбн =Iкн/b = Еп/bRк. В тех случаях, когда Е1п, условие насыщения транзистора принимает вид Rб£bRк.

Технологический разброс параметров транзисторов даже в пределах одного кристалла достигает сотни %, в ИС отсутствует возможность индивидуального подбора базового резистора, поэтому приходится транзистор использовать в режиме глубокого насыщения, когда Iвх выбирается порядка Iвх=(3¸5)Iбн. Такой режим принято характеризовать степенью насыщения S=Iвх/Iбн. Однако, чем больше S, тем хуже быстродействие ключа. Причина объясняется ниже. Коэффициент насыщения выбирается как компромисс между надежностью насыщения и быстродействием S=3¸5.

Зависимость выходного напряжения от входного, называемая переключательной (передаточной) характеристикой, кривая Кл1 на рис 2.3а для простого ключа, располагается несимметрично относительно порогового напряжения Uпорог между стандартных логических уровней управления (область лог. 0 и лог. 1), что приводит к неудовлетворительной помехозащищенности ключа со стороны низкого уровня. Помеха с амплитудой свыше (0.7-0.4)В=0.3 В может вызвать ложное срабатывание ключа.

Рис 2.3. Согласование входа ключа с ТТЛ сигналом

Для согласования порогового напряжения ключа Uпорог кл с пороговым напряжением логического элемента Uпорог ЛЭ необходимо сместить переключательную характеристику так, чтобы пороговое напряжение логического сигнала совпадало с пороговым напряжением ключа (кривая Кл2). Подобное согласование реализуется либо с помощью дополнительного источника смещения -Есм, (рис 2.3б) или с использованием резистивного делителя на входе (рис 2.3в).

В схеме с дополнительным источником смещения (рис 2.3б) резистор Rб выбирается из условия насыщения Iбн=(3¸5)Iб, откуда Rб»(0.2-0.3)bRк. Чтобы сместить переключательную характеристику на уровень порогового напряжения ТТЛ (Кл2) на базу транзистора с резистивного делителя R1 и Rб должно подаваться дополнительное напряжение DU, равное разнице между DU =Uпорог ЛЭ - Uпорог Кл при входном сигнале Uвх0»0.

DU =(Uпорог ЛЭ - Uпорог Кл)= Есм×R1/(R1+Rб).

Отсюда R1= Rбсм/DU -1).

В схеме (Рис 2.3в) входной делитель Rб, R1 ослабляет входной сигнал, обеспечивая согласование уровня порогового напряжения ТТЛ с пороговым напряжение ключа. Резистор Rб по-прежнему выбирается из условия насыщения Rб»(0.2-0.3)bRк. А резистор R1=Rб1/Uбэ -1)



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Транзисторные ключи | Быстродействие ключей на биполярных транзисторах


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.003 сек.