Транзисторный ключ

 

Изобретение может быть использовано в устройствах усиления, преобразования и передачи импульсных сигналов. Транзисторный ключ содержит выходной транзистор 1, RC-цепь, вьшолненную на конденсаторе 2 и резисторе 3, генератор 4 управляющего напряжения, выполненный на двух транзисторах 5 и 6 противоположного типа проводимости, резистор 7, диод 8, входную шину (Ш) 9, Ш 10 питания, о&- щую Ш 11, выходную D1 12. Изобретение повьшает точность сохранения на выходной шине скважности входных импульсов . 1 ил. / (Л 72 JL L //-L. . 7 О i €) s со СП 00 о 00 ел 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COQHAЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ОО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4021007/24-21 (22) 29,01.86 ,(46) 07.12.87. Бюл. Ф 45 (71) Научно-производственное объединение космических исследований (72) Г.И.Ильканаев, А.М.Самедов и N.Á.ÝôåHäèåâ (53) 621 .3 14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 480347, кл. Н 03 К 17/60, 1972.

Гольденберг Л.М..Импульсные и цифровые устройства. М.: Связь,1973, с.115, рис.2.32, ÄÄSUÄÄ 1358085 А1 (54) ТРАНЗИСТОРНЬЙ КЛ10Ч (57) Изобретение может быть использовано в устройствах усиления, преобразования и передачи импульсных сигналов. Транзисторный ключ содержит выходной транзистор I RC-цепь, выполненную на конденсаторе 2 и резисторе 3, генератор 4 управляющего напряжения, выполненный на двух транзисторах 5 и 6 противоположного типа проводимости, резистор 7, диод 8, .входную шину (DI) 9, И1 10 питания, обшую IU 11 выходную Ш 12. Изобретение повышает точность сохранения на выходной шине скважности входных импульсов. 1 ил.

1358085

С учетом (1) можно считать, что искажение длительности дТ импульса практически полностью определяется полученной величиной задержки выключения. аТ = Т в„„- Тв„м 0,15 "., где Твы„и Т» длительности выходного и входного импульса соответственно.

Для уменьшения величины 3 Т, т.е.

Яъ+ So значения 1n - ††вЂ, необходимо увеS + 1 личивать значение Я и, следовательI но, величину $,. Однако, с увеличением коэффициента насыщения. ухудшается быстродействие ключа.

Недостатком такого транзисторого ключа является то, что коэффициент

45 насыщения S Bo BcBx случаях прихо дится выбирать из компромиссных соображений, исходя из йсонкретной задачи, и практически невозможно вы, полнение равенства t „„ и t

50, Цель . изобретения — повышение точности сохранения на выходной шине скважности входных импульсов.

На чертеже представлена электрическая схема транзисторного ключа.

Устройство содержит выходной транзистор 1, последовательную КС-цепь, выполненную на конденсаторе 2 и резисторе 3, генератор 4 управляющего напряжения, выполненный по двухтакт(4) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах усиления, преобразования и передачи импульсных сиг5 налов .

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности являе гся транзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, включен- 1О ный по схеме с общим эмиттером, база которого через ускоряющую резистивноемкостную цепочку, содержащую параллельно соединенные резистор R и емкость С, соединена с выходом генера- 15 тора управляющего напряжения и через второй резистор — с источником базового смещения (2 g. Длительности переходных процессов в указанном тран зисторном ключе при.подаче на вход 2О импульса прямоугольной формы определяются (в приближении примерного равенства постоянных времени транзистора при включении и выключении) сле дующим образом 25 (1)

ы / 1п — — --Ф

So (2)

Ф.о 5о

S3 + S0 л (3)

3. выкл S 3+ 1

Вв+ 1

t = г 1п

Ф1 S

3 где t> время задержки включения;

Св„,R в входные емкость и сопротивление транзистора; (В+1) †постоянн времени транзистора; — время жизни неосновных

0( носителей в объеме базы

" время включения транзисф.О тора;

S — степень насыщения базы при включении — время задержки выключеЭ выкл ния;

° t — время выключения транФ.1 зистора;

Я вЂ” степень насыщения базы о к моменту окончания импульса;

S — отношение модуля амплитуды запирающего тока к насыщаемому току базы;

 — интегральный коэффициент передачи тока базы.

Первое условие сохранения формы импульса t ф,= с ф,из сравнения (2) и (4) дает соотношение

S S, — 1. (5) Второе условие сохранения формы импульса (сохранение плоской вершины в течение длительности действия входного импульса) требует поддержки выходного коммутирующего ключа в насыщенном состоянии в течение всего времени действия входного импульса. Из, этого условия следует (с учетом разброса значения р- коэффициента передачи тока базы), что степень насыщения базы к моменту окончания импульса должна быть по крайней мере не меньше 2.

S„,7„2, (6)

Учитывая, что эффективность дейст" вия ускоряющей емкости резко снижаI ется уже с 3S можно принять

S - =2 S =. 6.

o ° о

При этих значениях степени насыщения базы, определенной по формуле (5), значение 8 =5, а из формулы (3) время задержки выключения

1n — --"О, 15 7, 5+2 (7) з. ьцкл 5+1

85 4

3 13580 ной схеме эмиттерного повторителя на двух транзисторах 5 и 6 противоположного-типа проводимости, резистор

7, диод 8, входную шину 9, шину 10 питания, общую II и выходную 12 шины. 5

Вход генератора 4 соединен с входной шиной 9, первый силовой вывод генератора 4 — с шиной 10 питания, второй силовой вывод — с общей шиной ll a выход через резистор 7 — с базой 1О транзистора 1. Первый вывод конденсатора 2 соединен с выходом генератора 4, первый вывод резистора.3 — с общей шиной 11, анод диода 8 — с базой транзистора 1, а катод — со сред- 15 ней точкой RC-цепи. Транзистор 1 включен по схеме с общим эмиттером, коллектор которого соединен с выходной шиной 12 устройства.

Транзисторный ключ работает сле- 20 дующим образом.

В исходном состоянии, когда напряжение на шине 9 равно нулю, транзистор 6 открыт и шунтирует через резистор 7 переход база — эмиттер транзис-25 тора 1, Транзистор 1 закрыт. Конденсатор 2 разряжен,. Транзистор 5 закрыт .При поступлении на шину 9 положи.тельного импульса запирается тран- ЗО зистор 6, а транзистор 5 отпирается.

Напряжение на выходе генератора 4 интегрируется цепью, образованной выходным сопротивлением транзистора 5

R,, конденсатором 2 и резистором 35

3. В результате на резисторе 7 возникает экспоненциально возрастающее напряжение с постоянной времени. (R. ьы„þ,R ) C 2 (8)

Это напряжение вызывает появление 40 открывающего базового тока транзистора I с задержкой, возникающей вследствие интегрирования экспоненциально возрастающего напряжения цепочкой, составленной резистором 7 и входной 45 емкостью С „ транзистора 1.

50 так как позволяет исключить специальные цепи симметрирования с целью устранения сквозных коммутационных токов в выходных транзис1сфах. ьк. (9)

В результате возникает задержка включения транзистора 1, равная с - 2 + - + Е . (iO) у. ькл. "й

Степень же насыщения базы транзистора 1 при включении 8 определяется в основном величиной резистора 7, так как диод 8 во время вклю чения транзистора 1 запирается положительным напряжением на резисторе 3, возникающим при протекании зарядного тока через конденсатор 2.

В течение длительности действия входного импульса в процессе заряда конденсатора 2 напряжение на резисторе 3 снижается: диод 8 открывается и частично шунтирует переход база — эмиттер транзистора 1. Тем самым обеспечивается необходимая степень насыщения Б к моменту выключения транзистора 1, величина которой определяется при открытом диоде отношением Rz/К сопротивлений резисторов 7 и 3 соответственно. . По окончании действия входного импульса, т.е, по спаду входного импульса, открывается транзистор 6, в результате чего конденсатор 2 разряжается запирающим током базы транзистора 1, величина которого определяется малым сопротивлением цепочки диод 8 — конденсатор 2 — переход эмиттер — коллектор открытого транзистора 6.

Амплитуда запирающего тока базы транзистора 1, характеризуемая величиной S зависит от величины емкости конденсатора 2 и сопротивления резистора 3.

Как видно из формулы (10), величина t может регулироваться изменеь, Зкл нием величины конденсатора 2, при этом с увеличением значения емкости конденсатора 2 значение t увели ь.ькл чивается. В то же время увеличение емкости конденсатора 2 эквивалентно уменьшению дифференциального сопротивления цепи протекания тока базы транзистора 1, т.е. уменьшению t ц„,к„

Следовательно, существует такая величина конденсатора 2, при которой можно установить равенство ь ьк„ и

"ь. ьыкл °

Величина же резистора 7, входящая в Формулу (10) через 7„, весьма незначительно влияет на величину С ьк ввиду малой величины входной емкости

С ь„транзистора.

Таким образом, в предлагаемой схеме транзисторного ключа сохраняется скважность входного импульса. Применение предлагаемого ключа особенно эффективно в двухтактных усилителях, работающих на индуктивную нагрузку, Составитель Г. Терешина

Редактор П.Гереши Техред M.Äèäûê Корректор Г. Решетник

Заказ 6008/56 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, который включен по схеме с общим эмиттером, RC"öåïü и генератор управляющего напряжения, вход которого соединен с входной шиной ключа., первый силовой вывод— с шиной питания, второй силовой вывод — с общей шиной, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности сохранения на выходной шине скважности входных импульсов, введены резистор и диод, а генератор управляющего напряжения выполнен по

6 двухтактной схеме эмиттерного повторителя на двух транзисторах противоположного типа проводимости, выход генератора управляющего напряжения соединен через резистор с базой выходного транзистора, конденсатор и резистор RC-цепи соединены последовательно, первый вывод конденсатора

RC-цепи соединен с выходом генератора управляющего напряжения, первый вывод резистора RC-цепи соединен с общей шиной, катод диода соединен со средней точкой RC-цепи, а анод - c базой выходного транзистора.