Высокочастотный составной транзисторный ключ Советский патент 1983 года по МПК H03K17/60 H02M7/537 H02M3/335 

1 Изобретение относится ic электр технике и предаазначево для использо)вния праймущес твенно во вторичных источниках электропитания: радиоэлектро ной аппаратуры, а также в устройствах управляемого электропривода и автома ; тики.. ... , , . Известен составной транзисторный ключ, состоящий из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, источника управляющего сигнала, соединенного с эмиттером основного транзистора и базой вспомогательногО тран з ютора, и нагрузочного резистора в общей коллекторной цепи транзи(зторов. Для насыщения основного транзистора в открытом состоянии вводится допопнтсельный резистор в цепь коллектора основного Транзистора ипи используется дополнительный источник управляющего тока в виде трансформатора тока. По сравнению с простейшим ключом с на сышенным транзисачэром и дополнительгным источником питания цепи базы данйое устройство обладает большим коэффициентом усиления, что позволяет снизить мощность источника управяя1ощего тока 11 3. Недостатком Данного устройства является ухудшение динамических свойс Известен Также транзисторный состоящий из ораизистора и двух источников управляющих токов один из которых подключен к базо-эмьйгтерному пер ходу транзистора, а другой - к базоколлекторному переходу транзистора и нагрузочного резистора, включенного в коллекторную цепь транзистора. В данн устройстве включение и выключение тра аистора рсущ зтвляется от источника, подключенного к базо-эмкртернокгу пере ходу Транзистора. Перед выключением Транзистора источник, подключенный к бааб-коллекторному переходу транзистора, выводит транзистор Из насыщения в заранее выбргшный режим, что поаи в6и1яет уменьшить время задержки на рассасьшаиие избыточного заряда в && зе при запирании транзистора. Данное устройство обладает лучшими динамическими Свойствами; по сравнению q ключом с насыщенным транзистором и дополнительным источником питания иепи . Недостатками данного устройства являются значительное время на .ovRK рание и запирание транзистора на частотах когда длительность полупериода 09 управляющего тока соизмерима с постоянной времени транзистора, а также меньший коэффициент усиления по сравнению с составным транзисторным ключом. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является высокочастотнь:й соотавной транзисторный ключ, который приМеняется в высокочастотном транзисторном инвенторе, содержащий основной и вспомогательный транзисторы, соединенные по схеме составного транзистора, и два синфазных, гальванически развязан ных источника управляющих токов, подключенных к базо-эмиттерным переходам соответствующих транзисторов. Для отпирания ключа на базо-эмиттерные переходы основного и вспомогательного транзисторов подается положительное напряжение от соответствующих источников управляющих токов, при этом эмигтерный ток вспомогательного транзисто- ра поступает в базу основного транзистора и форсирует его отпиранИе. В открытом состоянии, глубина насышения основного транзистора определяется суммарным базовым током, являющимся суммой токов источника управляющего тока основного транзистора и эмиттерного тока вспомогательного транзистора. Для запирания ключа на базо-эмиттерные переходы основного и вспомогательного транзисторов подаётся отрицательное напряжение от соответствующих источн№ков управляющих токов. Происходит запирание обоих транзисторов, при этом Задержка на запирание основного транзистора определяется глубиной его насььщения в открытом состоянии. Таким образом, данное устройство имеет улучшенные динамические свойства прИ отпирании, Т.«. обеспечивает быстрое отпин рание за счет форсирования Сз II. Недостатком данногю устройства является большое время задержки при запирании иэ-з глубокого насыщения основного транзистора в период открытого состояния. Цель изобретения- расширение частотного диапазона путем уменьшения времени задержки при запирании клЗюча. Указанная вепь достигается тем, что в устройство, содержащее основной и вспомогательный транзисторы, коллекторы которых объединены и через напрузку соединены с первым питающим -выводом, эмиттер основного транзистора соединен с вторым входным питающим выводом, между базой и эмиттером основного транзистора включен первый ис точник управл5яощего тока , между базой всяпомогатепьного транзистора и базой основного транзистора включен второй источник управляющего тока, вве ден конденсатор, соединяющий эмиттер вспомогательного транзистора с базой основного транзистора,, Такое включение конденсатора поэволило сохранить форсированное включение основного транзисягора эмиттерным током вспомогательного транзистора при включении ключа, отсечь эмит терны и ток вспомогательного псранзиотора от базы основного транзистора в период отпертого состояния ключа, за счет этого перенасыщение основного тра зистора в период отпертого состояния ключа;не достигается и обеспечивается уменьшение времени задержки при зап рании основного транзистора кшоча. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого ключа; на фиг, 2 - временные диаграммы процессов в элементах схемы. Высокочастотный составной транзисторный ключ содержит основной 1 и вспомогательный 2, транзисторы, синфаэные, гальванически развязанные источники 3,4 управляющих токов} нагрузку 5 в общей коллекторной цепи транзисторо причем первый источник 3 управляющего тока подключен к базо-эмиттерному переходу основного транзистора 1, источник 4 управляющего тока включён между базой вспомогательного транзио гора 2 иб&ой основного транзистора 1 конденсатор 6, включенный между эмит тером вспомогательного транзистора 2 и базой основного транзистора 1, Работа высокочастотного составного .транзисторного ключа осуществляется следующим образом О94 При поступлении отпирающего положительного напряжения от источников 3,4 управляющих токов на базо-эмйттерныв переходы соответствующих транзисторов 1,2 оба транзи зтора начинают отпираться, Нараста ощий эмиттерный ток всйомогательнбго транзистора 2 (ф1Г,2 В) через конденсатор 6 поступает в базу основйого транзистора Базовый ток основного транз8ст(фа (фиг,2 т,) раЬен сумме тока .от источника 3 улравля1ощего тока и эмигтерного тока вспомо- гательного тран31ютора 2, Происходит быстрое форсированное отпиргдаие основ « ного транзистора большим суммарным (базовым током. В открытом состоянии по мере увеличения нащ)яжения на коцдёо ;qaTOpie 6 фиг,2 Э) эмиттерный ток вспомогательного транзистора 2 уменьщается до нуля к вследствие этого уменьшается базовый ток основного транзистора 1 до тока источника 3 управлякпцего тока. Глубина насыщения основного транзистора 1 определяется, таким образом, только величиной тока от источника 3 утфавляющего тока. При поступлении запирающего i Отрицательйого напряжения на базсь.эмиттерные переходы обоих транзисторов от источников управляющих токов происходит быстрое запирание обоих транзисторов с малым временем заде1ря&Kir на рассасывание избыточных зарядив в в их базах, т,е, с малым временем держки на запирание, Таким , введение конденсалгсфд 6 обеспечивает форсированное отпирание основного транзистора неглубокое насьпцение основкого .Транзистора открытом состояйни за счеф отсечки эмиттернсяч) тока вспомогательнскго транзистора и, следов тельво, лучшие динамические свойства за сч уменьшения врек1ени задержки на запирание основного транзистора и всего кдаича.-Благодаря, этому предгяагаемое устройство .способно работать в диапазоне частот (до 500 кГц и более), .Ь

w.

S:, Q

9 «/

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ СОСТАВНОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ, содержащий основной и вспомогателкг ный транзисторы, коллект фы которых объединены-в через соединены с первым входным питающим выводом эмиттер ocHOBHOii o транзистора соед не с входным питающим выводом, между: базой и эмиттером основного 1рйнзист(фа включен первый источник управляющего тока, а между базой вспомогат1вта ного к базой основнснго тран зисторов включен источник yiH равляаошего тока, от ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения Частотного диапазона;, путем уменьшения задеряоси -при зап1фании ключа, в i него введен конденсатор, среаиняющий эмиттер вспомогательного транзистора с базой основного транзистора.

UH