Полупроводниковый ключ Советский патент 1984 года по МПК H03K17/60 

Изобретение .относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в устройствах отображения информации, вьшолненных на базе газоразрядных панелей переменного тока, Известен полупроводниковый ключ, содержащий транзистор и резисторtlЦ. Недостатком данного ключа является повышенный расход энергии от источников питания, Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый ключ, содержащий транзистор, например (-, р i-h проводимости, переход база эмиттер которого зашунтирован резистором, а коллектор подключен к перво выходной клеммеJ два трансформатора, пять диодов, две входные клеммы и вторую выходную клемму, причем начала первичных обмоток трансформаторов подключены i общей шине, а концы к соответству;ощим входным клеммам, начало вторичной обмотки первого трансформатора через прямовключенный первый диод соединено с базой транзистора, а конец - с эмиттером транзистора, начало вторичной обмотки второго трансформатора соединено с анодом второго диода С 2 . Недостатками известного ключа являются низкая надежность из-за отсут ствия запирающего источника и высокий уровень помех, обусловленный наличием паразитньк колебаний на фронтах опорного напряжения при переключении транзистора. Цель изобретения - повышение надежности и снижение уровня помех, Поставленная цель достигается тем что в полупроводниковый ключ, содержащий транзистор, например, h-p-n проводимости, переход база - эмиттер которого загаунтирован резистором, а коллектор подключен к первой выход ной клемме, два трансформатора, пять диодов, две входные клеммы и вторую выходную клемм55 причем начала первичных обмоток трансформаторов подключены к общей шине, а концы - к со ответствующим входным клеммам, начало вторичной обмотки первого трансформатора через прямовключенный первый диод соединено с базой транзисто ра, а конец - с эмиттером транзистора, начало вторичной обмотки второго трансформатора соединено с анодом вт рого диода, введен конденсатор, первый вывод которого соединен с базой транзистора и концом вторичной обмотки второго трансформатора, при этом анод третьего диода подключен к эмиттеру транзистора, второй вывод конденсатора соединен с второй выходной клеммой, катодами второго и третьего диодов и анодом четвертого диода, катод которого подключен к коллектору транзистора и катоду пятого диода, анод которого соединен с анодом второго диода. На чертеже приведена схема предлагаемого полупроводникового ключа. Полупроводниковый ключ содержит транзистор 1 п- р-п проводимости с резистором 2, включенным между его базой и эмиттером, при этом коллектор транзистора 1 подключен к первой выходной клемме 3 ключа. Вторичная обмотка 4 первого трансформатора 5 через диод 6 подключена к цепи база эмиттер транзистора 1. Конец вторичной обмотки 7 второго трансформатора . 8 подключен к базе транзистора 1, а начало обмотки через диод 9, включенный в прямом направлении, - к коллектору транзистора 1. Начала первичных обмоток 10 и 11 первого 5 и второго 8 трансформаторов подключены к общей шине 12, а концы этих обмоток - к внешней схеме управления (входные клеммы 13 и 14). К базе транзистора 1 подключен один конец конденсатора 15, второй конец которого подключен к второй выходной клемме 16, к которой подключены катоды диодов 17 и 18 и анод диода 19, причем анод диода 17 подключен к началу вторичной обмотки 7 .второго трансформатора 8, анод диода эмиттеру транзистора 1,а катод диода 19 - к его коллектору. Работа полупроводникового ключа происходит следукнцим образом. Для включения ключа на входную клемму 13 от внешней схемы управления поступает управляющий сигнал, под действием которого во вторичной обмотке 4 первого трансформатора 5 наводится импульс положительной полярности, который через диод 6 прикладывается к переходу база - эмиттер транзистора 1, шунтируемого резистором 2. При этом транзистор 1 входит в режим глубокого насыщения и создает проводящую цепь от выходной клеммы 3 к выходной клемме 16. Для выключения полупроводникового ключа на входную клемму 14 от внешней схемы управления поступает управляющий сигнал. Под действием этого сигнала во вторичной обмотке 7 второго трансформатора 8 наводится импульс положительной полярности, который через диод 9, включенный в прямом направлении, прикладывается к переходу коллектор - база транзистора 1. Под действием приложенного напряжения происходит вывод неосновных носителей из области базы, накопленных за время действия включающего импульса, что приводит к быстрому выключению транзистора 1 и переводу ключа в непроводящее состояние. Одновременно с этим под действием выключающего импульса через диод 17 происходит заряд конденсатора 15 до величины напряжения, генерируемого во вторичной обмотке 7 второго трансформатора 8.

В момент времени, когда происходит последующее включение ключа, начинается разряд конденсатора t5 через диод 19 и открывающийся переход коллектор - база транзистора 1. При этом ток разряда конденсатора 15 направлен навстречу базовому току.

включающему транзистор 1, что влечет за собой изменение скорости включения ключа. Диод 18 исключает разряд конденсатора 15 через переход база эмиттер транзистора 1.

Изменяя величину конденсатора 15, удается существенно влиять на скорость переключения и тем самым снизить или совсем устранить паразитные колебания на фронтах опорного напряжения, возниканщие в моменты переключения ключа.

Использование изобретеения позволяет повысить надежность полупроводникового ключа по сравнению с прототипом за счет исключения сквозных токов и уменьшения мощности, потребляемой по цепи управления. Уменьшение амплитуды выбросов при переключении транзистора позволяет снизить уровень помех, наводимых во внешнюю цепь, и тем самым повысить надежност работы аппаратуры, в которой данный ключ может быть использован (например, в составе генератора опорного напряжения для питания газоразрядньк панелей переменного тока).

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ, содержащий транзистор, например, п-р-п проводимости, переход база - эмиттер которого зашунтирован резистором, а коллектор подключен к первой выходной клемме, два трансформатора, пять диодов, две входные клеммы и вторую выходную клемму, причем начала первичных обмоток трансформаторов подключены к общей шине, а концы - к соответствующим входным клеммам, начало вторичной обмотки первого трансформатора через прямовключенный первый диод соединено с базой транзистора, а конец - с эмиттером транзистора, начало вторичной обмотки второго трансформатора соединено с анодом второ- . го диода, отличающийся тем, что, с целью повьпиения надежности и снижения уровня помех, введен конденсатор, первый вывод которого соединен с базой транзистора и концом вторичной обмотки второго трансформатора, при этом анод третьего диода подключен к эмиттеру транзистора, второй вьшод конденсатора соединен с второй выходной клеммой, катодами второго и третьего диодов и анодом четвертого диода, катод которого подключен к коллектору транзистора и катоду пятого диода, анод которого соединен с анодом второго диода. :о :п |i О :/д