Переходные процессы при открывании ключа

Транзистор не может мгновенно перейти из состояния отсечки в состояние насыщения.

А - амплитуда задержки

-время задержки фронта из 1

i_б = i_вх - i_см

i_к = i_кн = E_к/R_к

dQ_б/dt - dQ_б/_б = i_б1

Q_б(t) = Q_б() – [Q_б() - Q_б(0)]e^-t/б

Q_б(0) = 0; Q_б^’(t) = i_б1_б (1 - e^-t/б)

i_к(t) = Q_б(t) / _б = i_б1 (1 - e^-t/б)

U_вых = U_кэ = E_к - i_к(t) R_к

t₀ - t₁ – время включения

t₁ – t₂ – время накопления избыточности на базе

Q_бн = i_б1_б

Переходные процессы при замыкании ключа

Нужно вывести из базы Q базы избыточное

Заряд в базе уменьшился до 0, транзистор закрывается

Быстродействие транзистора завитсит от:

• t_{рассасывания}

• t_{включения}

• t_{выключения}

Повышение быстродействия транзисторного ключа

В

лияние тока I_кн

Влияние тока I_б1

Увеличивается I_б1 уменьшается t_вкл;увеличивается t_р2;t_выкл не изменяется

Влияние тока I_б2

I_б2 увеличивается t_вкл не изменяется, t_р уменьшается и t_выкл тоже уменьшается

Быстродействие достигается по max,

tвкл уменьшается	tр уменьшается	tвыкл уменьшается
Iб1 увеличивается	Iб1 уменьшается, Iб2 увеличивается	Iб2 увеличивается

Возникает противоречие, т.к. происходит увеличение и уменьшение I_б1 одновременно.

Способы повышения быстродействия Применение ускоряющего конденсатора.

Кремниевый транзистор с ОЭ

Закрытое состояние обеспечивается напряжением U_{отсечки}

Применение нелинейной обратной связи

Диод закрыт.U_к>U_а

U_кэ=0.3 В _к=0.3 В _а - _к=0.4 В Диод открыт

_а= U_бэ=0.7 В

Диод будет шунтировать К-Б переход (К-Б переход будет смещен в обратном направлении).

Транзистор будет работать в усиленном режиме и не войдет в режим насыщения.(будем работать на границе области насыщения) в базе не будет избыточного заряда t_р =0

увеличение быстродействия.

Ключи на полевых транзисторах.

Ключевые схемы (КСПТ) распространены больше, чем биполярные (60% КСПТ, 40% КСБТ).

Достоинства кспт:

• технологичность (кол-во операций при изготовлении схем меньше)

• размеры схем меньше (именно схем, а не транзисторов)

• стоимость изготовления меньше (на 1 кристале больше схем и процент выхода годных больше)

С точки зрения схемотехники:

• КСПТ не требуют дополнительного источника смещения

• есть схемы, которые не потребляют энергии в статическом режиме (очень экономичные схемы)

Главный недостаток кспт:

маленькое быстродействие по сравнению с КСБТ.

Схема ключа на полевом транзисторе.

U₀ – напряжение отпирания транзистора

II уравнение Кирхгофа:

Ключ включен:

Ключ выключен:

1. в ПТ нет режима насыщения, а есть режим крутой области.

2. нет режима отсечки, а есть U₀ – отпирания канала.

Из уравнений 1) и 2) U₀

r _канала При использовании приближенного способа расчета,

если учесть практически линейность на крутой области,

то можно определить r_канала

; r_kанала=r_k

0, т.к. r_k<<R_c

Оценим r_k: пусть