Транзисторный ключ. Основная схема, увеличение быстродействия.

Переключающие схемы, кратко именуемые ключами, — необходимые элементы

практически всех импульсных и цифровых устройств. В одной из простейших

реализаций ключа используется транзисторный каскад с общим эмиттером (ОЭ),

представленный на рис. 2.1. Зависимость напряжения на выходе каскада (uк) от

управляющего напряжения, подаваемого на вход (eу), называют характеристикой

передачи напряжения или передаточной характеристикой ключа (рис. 2.2).

Передаточная характеристика иллюстрирует изменение состояний транзистора.

Действительно, по мере увеличения напряжения на базе транзистор оказывается в разных

режимах, которым соответствуют характерные области на передаточной кривой. Это:

· режим отсечки (на кривой — область отсечки); эмиттерный и коллекторный

переходы транзистора заперты;

· режим усиления (на кривой — активная область); эмиттерный переход открыт, а

коллекторный заперт;

· режим насыщения (на кривой — область насыщения); оба перехода открыты.

Поскольку для транзисторного ключа, построенного по схеме ОЭ, рост входного

напряжения приводит к уменьшению выходного, его называют ключом-инвертором.
Основным фактором, ограничивающим быстродействие ключа, является насыщение транзистора. Время рассасывания существенно превышает остальные временные интервалы. Поэтому для увеличения быстродействия ключа используют различные способы предотвращения глубокого насыщения транзистора.

Для исключения глубокого насыщения транзистора коллекторный переход шунтируют диодом Шоттки, имеющим малое время переключения, низкое напряжение отпирания (0.2–0.3 В) и малое сопротивление в открытом состоянии.
Быстродействие можно увеличить:
1) Увеличить ток открывания транзистора.
2) Обеспечить принудительное запирание.
Ненасыщенный транзисторный ключ более быстродейственный, чем насыщенный.