Полупроводниковый ключ Советский патент 1985 года по МПК H03K17/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразователях напряжения, в импульсных усилителях и стабилизаторах, в бесконтактной коммутационно-защитной аппаратуре. Цель изобретения - повьппение КПД полупроводникового ключа за счет уменьшения рассеиваемой мощности на составном транзисторе при выключении ключа. 1. На чертеже представлена схема полупроводникового ключа. Полупроводниковый ключ содержит составной транзистор 1, усилитель 2 мощности, че1тыре транзистора 3 - 6, из которых первый 3 и третий 5 транзисторы имеют один тип проводимости, а второй 4 и четвертый 6 транзисторы другой тип проводимости, четтре диода 7 - 10, девять резисторов 11 19 и конденсатор 20, причем первый выход составного транзистора 1 подключен к первому вьгеоду первого диода 7 и выходной шине 21, второй выход соединен с общей шиной 22, а вход подключен к выходу усилителя 2мощности, первый и второй питающие выводы которого соединены соответственно с первой 23 и второй 24 шинами источника питания, а вход подключен к коллектору первого транзистора 3, эмиттер которого соединен с общей шиной 22 и первым выводом первого резистора 11, коллектор второго транзистора 4 подключен к первому вы воду третьего диода 9 и через второй диод 8 к выходной шине 21, второй вывод третьего диода 9 соединен с эмиттером второго транзистора 4, первой шиной 23 источника питания и через резистор 12 с базой второго транзистора 4 и одним выводом третьего резистора 13, другой вывод которого подключен к коллектору третьего транзистора 5, эмиттер которого соединен с первым выводом четвертого резистора 14, второй шиной 24 источника питания и через пятый резистор 15 с первым выводом шестого резистора 16 и одним вьтодом конденсатора 20, другой вывод которо го подключен к первым выводам четвертого диода 10 и седьмого резистора 17 и к базе четвертого транзистора 6, коллектор которого через восьмой -резистор 18 соединен с базой тре тьего транзистора 5 и вторым выводом четвертого резистора 14, а эмиттер подключен к общей шине 22 и вторым выводам четвертого диода 10 и седьмого резистора 17, второй вывод шестого резистора 16 соединен с управляющей шиной 25 и через девятый резистор 19 с базой первого транзистора 3 и вторым выводом первого резистора 11, второй вывод первогб диода 7 подключен к общей шине 22. Полупроводниковый ключ работает следующим образом. При наличии сигнала О на управляющей шине 25 транзисторы 3, 6, 5 и 4 заперты, отрицательным выходным сигналом усилителя 2 мощности заперт составной транзистор 1. Ключ разомкнут. Полярность напряжения на конденсаторе 20 соответствует указанной на чертеже без скобок. При поступлении положительного сигнала на управляющую шину 25 открывается транзистор 3 и положительный выходной сигнал усилителя 2 мощности открывает составной транзистор 1. Одновременно происходит перезаряд конденсатора 20 по цепи; уп-. равляющая шина 25 - резистор 16 .конденсатор 20 - диод 10 - общая шина 22. Транзисторы 6, 5 и 4 остаются в запертом состоянии, а полярность напряжения на конденсаторе 20 изменяется на указанную на чертеже в скобках.При поступлении сигнала О на управляющую шину 25 транзистор 3 закрывается, выходной сигнал усилителя 2 мощности инвертируется, а транзисторы 6, 5 и 4 открываются. При этом начинают рассасываться избыточные носители заряда в составном транзис-/ торе 1, а по цеди: ишна 23 - цепь коллектор-эмиттер транзистора 4 диод 8 - силовая цепь составного транзистора 1 - общая шина 22,.протекает ток, вызывающий накопление заряда в базе диода 8. По окончании рассасывания в составном транзисторе 1 напряжение на его выходных выводах увеличивается до напряжения, приблизительно равного сумме напряжения отпирающего источника питания, подключенного к шине 23 и общей шине 22, и прямого напряжения диода 9. В это время ток в силовой цепи составного транзистора 1 спадает, а ток нагрузки протекает по цепи: выходная

шина 21 - диод 8 - диод 9 - шина 2 общая шина 22. После окончания рассасывания заряда в базе диода 8 ключ запирается..

КПД предлагаемого полупроводникового ключа вьше, чем у известных полупроводниковых ключей, за счет уменьшения рассеиваемой мощности на состав Ном транзисторе при выключении ключа, которое обеспечивается импульсным накоплением заряда в баз1е диода 8 и подключением его к выходной цепи составного транзистора 1.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ, содержащий составной транзистор, усилитель мощности, первый транзистор, первый и второй диоды, первый резистор и конденсатор, входную шину, первый выход составного транзистора i подключен к первому выводу первого диода и выходной шине, второй выход j соединен с общей шиной, а вход под ключей к выходу усилителя мощности, первый и-второй питающие выводы коIторого соединены соответственно с первой и второй шинами источника питания, а вход подключен к коллектору первого транзистора, змиттер которого соединен с общей шиной и .-первым выводом первого резистора, о тличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены второй, третий и четвертый транзисторы, причем тип проводимости второго и четвертого транзисторов противоположен типу проводимости первого транзистора, а тип проводимости третьего транзистора соответствует типу проводимости первого транзистора, третий и четвертый диоды, восемь резисторов, .причем коллектор второго транзистора подключен к первому выводу третьего диода и через второй диод к выходной шине, второй вывод третьего диода соединен с змиттером второго транзистора, первой шиной источника питания и через второй резистор с базой, второго транзистора и одним выводом третьего ре(П зистора, другой вывод которого подключен к коллектору третьего транзистора, змиттер которого соединен с первым выводом четвертого резистора, второй шиной источника питания и через пятый резистор с первым выводоМошестого резистора и одним вьшо- дом конденсатора, другой вьгеод которого подключен к первым выводам четвертого диода и седьмого резистора и к базе четвертого транзистора, коллектор которого через восьмой резистор соединен с базой третьего транзистора и вторым выводом четвертого резистора, а эмиттер под- ключен к общей шине и вторым выводам четвертого диода и седьмого резистора, второй вывод шестого резистора соединен с управляющей шиной и через девятый резистор с базой первого транзистора и вторым выводом перво;.го резистора, второй вывод первого диода подключен к общей шине.