Транзисторные ключи

Содержание

Слайд 2

Ключевой элемент (ключ), предназначен для переключения цепей нагрузки под воздействием управляющего

Ключевой элемент (ключ), предназначен для переключения цепей нагрузки под воздействием управляющего

сигнала.
Примером ключа может служить обычный выключатель (тумблер, кнопка).
Слайд 3

Последовательный ключ Коммутирующий элемент S включен последовательно с сопротивлением нагрузки RН.

Последовательный ключ

Коммутирующий элемент S включен последовательно с сопротивлением нагрузки RН. В

замкнутом состоянии (ключ включен) напряжение на RH равняется напряжению питания.
В разомкнутом состоянии один конец сопротивления нагрузки никуда не подключается и провод, идущий от RH к S, легко воспринимает всевозможные помехи («наводки»).
Слайд 4

Параллельный ключ RН подключается параллельно контактам коммутирующего элемента S. Когда S

Параллельный ключ

RН подключается параллельно контактам коммутирующего элемента S. Когда S замкнут

(ключ включен), Uвых=0, так как по цепи течет максимальный ток и все коммутируемое напряжение ЕП падает на вспомогательном сопротивлении R.
Слайд 5

Когда же ключ выключен, выходное напряжение равно: Uвых=ЕП R Н/ (R-RП)

Когда же ключ выключен, выходное напряжение равно: Uвых=ЕП R Н/ (R-RП)

— и приближается к ЕП при Rн > R .
Падение части коммутируемого напряжения на вспомогательном сопротивлении является недостатком параллельного ключа.
Слайд 6

Два ключа, управляемые таким образом, что когда один из них замкнут,

Два ключа, управляемые таким образом, что когда один из них замкнут,

то второй разомкнут, и наоборот, позволяют создать переключатель, свободный от недостатков как последовательного, так и параллельного ключей.
Слайд 7

Тумблер На практике такое устройство реализуется при помощи одного коммутирующего элемента,

Тумблер

На практике такое устройство реализуется при помощи одного коммутирующего элемента, называемого

тумблером (от англ. tumble — опрокидывать, переворачивать).
Слайд 8

Транзисторный ключ Транзисторный ключ, также как и обычный выключатель, может находиться

Транзисторный ключ

Транзисторный ключ, также как и обычный выключатель, может находиться в

одном из двух состояний:
разомкнутом (транзистор закрыт) или
замкнутом (транзистор открыт).
Управление ключом, т.е. его переключение, осуществляется входным сигналом.
Ключи могут быть построены как на биполярных, так и на полевых транзисторах.
Слайд 9

Ключ на биполярных транзисторах Наибольшее распространение получили ключи, выполненные по схеме с общим эмиттером (ОЭ).

Ключ на биполярных транзисторах

Наибольшее распространение получили ключи, выполненные по схеме с

общим эмиттером (ОЭ).
Слайд 10

В схеме применен биполярный транзистор VT1 структуры n–p–n. Нагрузка в виде

В схеме применен биполярный транзистор VT1 структуры n–p–n.
Нагрузка в виде

резистора включена в коллекторную цепь.
Управляющий сигнал подается в цепь базы через резистор , которым устанавливаются пределы изменения входного тока при заданных пределах изменения напряжения .
Слайд 11

При входном напряжении , меньшем порогового напряжения транзистора ( ), транзистор

При входном напряжении , меньшем порогового напряжения транзистора
( ), транзистор

закрыт, ток коллектора равен нулю.
При входном напряжении больше порогового ( ) транзистор открыт, ток определяется проходной характеристикой, а выходное напряжение уравнением
Слайд 12

Для получения на выходе ключа максимального перепада выходного напряжения, уровни управляющего

Для получения на выходе ключа максимального перепада выходного напряжения, уровни управляющего

входного напряжения (ключ закрыт) и (ключ открыт) должны соответствовать режимам отсечки и насыщения (соответственно точки А' и В' на рис. б)
Слайд 13

Изменение состояния ключа (включено-выключено), даже при подаче на его вход идеального

Изменение состояния ключа (включено-выключено), даже при подаче на его вход идеального

прямоугольного импульса, происходит не мгновенно. Время включения и выключения зависит от инерционных свойств, как самого транзистора, так и внешних цепей, подключенных к нему.
Слайд 14

Ключи на МДП–транзисторах Большое распространение, особенно в микросхемотехнике, получили ключи на

Ключи на МДП–транзисторах

Большое распространение, особенно в микросхемотехнике, получили ключи на

комплементарных (дополнительных) МДП–элементах.
КМДП–элемент представляет собой составной ключ на МДП–транзисторе одного типа (предположим n–канальном) с дополнительным (комплементарным) МДП–транзистором другого типа (p–канальном).
Слайд 15

Пороговое напряжение обоих транзисторов порядка 1,5 В. Подложки транзисторов соединены с

Пороговое напряжение обоих транзисторов порядка 1,5 В. Подложки транзисторов соединены с

истоками, и так как VT1 имеет канал n–типа, то исток его соединен с минусом источника питания (общим проводом), а исток транзистора p–типа (VT2) соединён с плюсом источника питания.
Слайд 16

При подаче на вход напряжения открывается n–канальный транзистор и выход ключа

При подаче на вход напряжения
открывается n–канальный транзистор и выход ключа

соединяется с общей шиной. VT2 при этом заперт, так как напряжение для него близко к нулю.
Слайд 17

Когда , открывается р–канальный транзистор, так как для него близко к

Когда ,
открывается р–канальный транзистор, так как для него близко к

напряжению питания. Выход ключа через канал транзистора VT2 соединяется с источником питания.
Слайд 18

При входном напряжении, большем (n–канального транзистора), но меньше , оба транзистора

При входном напряжении, большем
(n–канального транзистора), но меньше
,
оба транзистора

будут включены, что приводит к большому потреблению тока в момент переключения.