78. Способы повышения быстродействия ключей на биполярных транзисторах;

Для повышения быстродействия ключа необходимо уменьшить время рассасывания избыточных зарядов, т.е. транзистор должен работать на границе активного режима и режима насыщения. Для предотвращения насыщения транзистора в ключе используют нелинейную обратную связь, предложенную Б.Н. Кононовым в 1955 году. При микроэлектронном исполнении нелинейная обратная связь наиболее эффективна, если между коллектором и базой включается диод Шотки (рис. 9.4,а).

П ри отсутствии сигнала на входе схемы транзистор закрыт, закрыт и диод Шотки, выходное напряжение велико (точка 1 на рис. 9.4,6). При подаче на вход положительного сигнала транзистор открывается, и рабочая точка по нагрузочной прямой начинает перемещается в точку 2. Ток коллектора растет, а потенциал коллектора уменьшается, и в момент времени t₁ открывается диод Шотки. После этого входной ток перераспределяется между базой транзистора и диодной цепью так, что рабочая точка перемещается в точку О, в которой I_к = I_д+I_н (рис. 9.4,в). Точка О располагается в непосредственной близости к границе насыщения в области линейного участка характеристик. При подаче запирающего сигнала на вход схемы начинается спад коллекторного тока. Задержка начала нарастания коллекторного напряжения (время t₃) обусловлена временем, в течение которого ток диода уменьшается от начального значения I_д до нуля, и она составляет менее одной наносекунды. Спад коллекторного тока и нарастание коллекторного напряжения происходит как у обычного транзисторного ключа.

Наряду с высоким быстродействием транзисторные ключи с нелинейной обратной связью имеют следующие недостатки:

1. Относительно большее падение напряжения на открытом ключе (около 0,5 В).

2. Меньшая температурная стабильность.

3. Худшая помехоустойчивость, что объясняется более высоким входным сопротивлением в открытом состоянии.

79. Электронные ключи на полевых транзисторах

Электронный ключ с резистивной нагрузкой

При отсутствии на такой схеме сигнала ток стока очень мал, падение напряжения на R стока практически =0 и потенциал стока будет иметь значение большое, примерно равное Uист.питвния.

При подаче на вход импульса положит пол-сти в цепи стока возникает ток, падение напряжения на R стока увелич-ся, потенциал стока уменьшается, уменьш-ся и R полевого транзистора, на выходе получаем низкий уровень напряжения.

Электронный ключ с динамической нагрузкой

В схеме вместо постоянного сопротивления цепи тока включаем нелин-е сопротивление на основе того же полевого транзистора со встроенным каналосм. Величина сопротивления цепи стока будет опред-ся протекающим через этап транзистор током. Это приводит к такому эффекту,что при действии малого тока стока потенциал с током VD2 ещё ближе приближается по значению к напряжению источника питания. При действии большого тока стока потенциал пол. Транзистора VD2 становится ближе к 0 .

Электронный ключ на комплементарной паре транзисторов

О собенность данного ключаявл применение комплементарной пары транзисторов(с разл типом каналов). В этой схеме транзистор VT2 выполняет роль ключевого, а транзистор VT1 явл нелинейной нагрузкой транзистора VT2, но в отличие от предыдущей схемы, величиной этого нелин-го соединения управляет не протекающий через него ток, а входной импульс.

При отстутствии на входе эк ключа транзистор VT2 закрыт, транз VT1 открыт, U-> величине напряжения источника ключа. При подаче на вход импульса транзистор VT2 откр-ся, транз VT1 закр-ся, Uвых-> нулю.