5 Импульсный режим работы бт (ключевой режим)

5.1. Транзистор в ключевом режиме работы.

Транзистор является одним из наиболее распространенных элементов бесконтактных переключающих устройств. Режим работы транзистора в пере­ключающем устройстве обычно называют ключевым. Он характерен тем, что транзистор в процессе работы периодически переходит из открытого состояния в запертое и наоборот, что соответствует двум состояниям переключающего устройства: "включено" и "выключено". Простейшая и наиболее распространенная схема ключа - схема с ОЭ (рис.12)

На графике показано семейство выходных статических характеристик. Величи­на 1_К определяется главным образом величиной I_Б.

Импульсный (ключевой) режим - это режим при котором рабочая точка перемещается из области отсеч­ки в область насыщения, точки А и Б(рис.12).

Токи и напряжения в транзисторе в этом случае изменяются в широких пределах, поэтому такой режим называют еще режимом большого сигнала.

Рис.12 Импульсный режим работы БТ

5.2. Запирание транзистора (режим отсечки)

Режим отсечки имеет место в том случае, когда оба p-n-перехода (эмиттерный и коллекторный) закрыты. Для этого на вход по­дается постоянное отрицательное напряжение

( n-p-n транзистор). Ток коллектора 1_К, протекаю­щий через R_H, практически равен нулю, а напряжение на коллекторе Uк равно напряжению источника питания Ек, что соответствует закрытому состоянию ключа.

В цепи коллектора будет протекать минимальный обратный ток I_КО. В этом случае ток базы будет равен току коллектора Iб = +I_КО, а рабочая точка на нагру­зочной прямой будет находиться в точке А (рис.12)..

Эта точка характеризуется минимальным коллекторным током и максималь­ным напряжением на коллекторе:

(11)

В запертом состоянии транзистор может находиться неограниченно долго. Вы­вести его из этого устойчивого состояния можно только за счет внешних воз­действий, например путем подачи на вход запускающего импульса положи­тельной полярности.

5.3 Режим отпирания (насыщения)

Режим насыщения - второе устойчивое состояние транзисто­ра. Насыщение наступает в том случае, когда оба p-n-перехода открыты.

При некотором значении тока базы I_б = I_бнас коллекторный ток достигает максимальной (для данных Е_к и R_H) величины I_кmax - точка Б (рис.12)..

Iкmax получил название тока насыщения и обозначается как I_кнас.

(12)

Току насыщения коллектора соответствует величина насыщающего тока базы, равная

(13)

Из графика видно, что в области насыщения (вблизи точки Б) напряжение меж­ду коллектором и эмиттером, как и напряжения между любыми другими выво­дами транзистора, близки к нулю.

Зависимость тока коллектора 1_К от тока базы I_Б (рис.13)

Рис.13 Зависимость тока коллектора 1к от тока базы IБ

1-область запирания;

2- активный режим;

3- область насыщения

Характеристика I_K = f(IБ) имеет резкие изломы на границах области запира­ния и насыщения. Это способствует более четкой работе переключающего устройства.