Транзисторный ключ с защитой от перегрузки Советский патент 1988 года по МПК H03K17/60 

со со

00

о оо

Oiik.

Изобретение относится к им 1ульс- ной технике и может быть использовано в качестве передатчика электрических сигналов через кабельную магистраль.

Цель изобретения - повышение быстродействия транзисторного ключа за счет форсирования процессов переключения выходного транзистора,

На чертеже представлена схема транзисторного ключа с защитой от перегрузки.

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки содержит первый транзистор 1 одного типа проводимости, второй 2, третий 3, четвертый 4 и пятый 6 транзисторы другого типа проводимости, первый 7 и второй 8 диоды, восемь резисторов 9-16, первый 17 и второй 18 конденсаторы, логический расширитель 19, причем эмиттер первого транзистора I подключен к шине 20 питания и первым выводам первого 9 и второго 10 резисторов, а база соединена с первым выводом третьего резистора 11 и через четвертый резистор 12 - с коллектором второго транзистора 2, эмиттер и база которого соответственно через пятый 13 и шестой 14 резисторы подключены к общей шине 21, которая соединена с эмиттером третьего транзистора 3, коллектор которого подключен к первым выводам первого диода 7 и седьмого резистора 15, коллектор первого транзистора 1 через второй ;диод 8 соединен с эмиттером четвертого транзистора 4, второй вывод первого резистора 9 подключен к .первому выводу первого конде гсатора 17, кол- лектор пятого транзистора 5 соединен с эмиттером первого транзистора 1, база которого подключена к эмиттеру пятого транзистора 5,, база которого соединена с вторым выводом третьего резистора 11 и через второй конденсатор 18 - с коллектором второго транзистора 2, база которого подклю- чена к коллектору четвертого транзистора 4 и к первому выходу логического расширителя 19, вход которого соединен с входной т-1ной 22, а второй выход подключен к базе шестого транзистора и и через восьмой резистор V6 - к общей шине 21 и эмиттеру шестого транзистора 6, коллектор которого соединен с вторым выводом второго резистора 10 и базой третьего гран- зистора 3, коллектор которого подклю

чен к первому выводу первого конденсатора 17, второй вывод которого соединен с общей шиной 21, эмиттер чет-. вертого транзистора 4 подключен к выходной шине 23.

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки работает следующим образом,

Е1ри подаче на вход логического расширителя 19 напряжения логической открываются второй 2 и.шестой 6 транзисторы. Соответственно закрывается третий транзистор 3, и напряжение на базе четвертого транзистора 4 определяется делителем напряжения, образованным первым 9 и седьмым 15 резисторами, и падением напряжения на первом диоде 7: ЕП

ь .

где ЕП - питающее напряжение.

Так как открыт второй транзистор 2, открывается первый транзистор 1 (р-п-р), заряжается второй конденсатор 18 током, протекающим по цепи: шина 20 питания, переход эмиттер - база пер вого транзистора 1 , третий резистор 11, второй конденсатор 18, коллектор - эмиттер второго транзистора 2, пятый резистор 13, общая шина 21. После заряда второго конденсатора 18 базовый ток первого транзистора I протекает через четвертый резистор 12. Пятый транзистор 5 закрыт за счет того, что ток заряда второго конденсатора 18 создает напряжение, запирающее его р-п-переход база - эмиттер в обратном направлении, а после заряда второго конденсатора 18 потенциал его базы равен потенциалу эмиттера. Напряжение на выходе в это время определяется напряжением эмиттер - коллектор насьш1енного первого транзистора и напряжением р-п-перехода второго диода 8: УВЫХ ЕП - Ujni - ид .

Следовательно, потенциал на эмиттере четвертого транзистора 4 больше, чем потенциал на его базе, и транзистор заперт. В случае перегрузки по выходу (короткое замыкание или работа на низкоомную нагрузку) первый транзистор 1 переходит в активный режим, напряжение на выходе падает, и в момент, когда потенциал эмиттера становится ниже напряжения базы на 0,5-0,7 В, открывается четвертый транзистор 4 и отбирает ток базы второго

313

транзистора 2, тем самым закрывая ег и первый транзистор 1.

При подаче на вход логического расширителя напряжения логического О закрываются второй 2 и шестой 6 транзисторы. Третий транзистор 3 открывается и закрывает четвертый транзистор 4. При закрывании второго транзистора 2 второй конденсатор 18 начинает разряжаться через переход база - эмиттер пятого транзистора 5, открывая его. Создается ток, направленный противоположно току базы первого транзистора 1 , которьп рассасывает избыточный заряд базы и выключает первый транзистор I. Использование такого направления тока базы первого транзистора i уменьшает время рассасывания заряда базы и время выключения транзистора в 5-10 раз. После окончания разряда второго конденсатора 18 база первого транзистора 1 соединяется с шиной 20 питания по цепи: третий резистор 11, переход база - коллектор пятого транзистора 5, Так как тока нагрузки нет, -напряжение на нагрузке отсутствует.

Первый конденсатор 17 необходим для задержки сигнала, приходящего на базу четвертого транзистора 4, и исключения влияния четвертого транзистора 4 на время переднего и заднего фронтов выходного сигнала.

Быстродействие предлагаемого трак- 5 четвертого транзистора и к первому

зисторного ключа с защитой от перегрузки выше, чем у известных, за Счет форсирования процессов переключения выходного транзистора.

Формула изобретения

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки, содержаиц1й первый транзистор одного типа проводимости, второй и третий транзисторы другого типа проводимости, четвертый транзис- тор, цервый и второй диоды, восемь резисторов и первый конденсатор.

выходу логического расширителя, вхо которого соединен с входной шиной, второй выход подключен к базе шесто транзистора и через восьмой резисто

40 к общей шине и эмиттеру шестого тра зистора, коллектор которого соедине с вторым выводом второго резистора базой третьего транзистора, коллект которого подключен к первому выводу

45 первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, эмиттер четвертого транзистора подключен к выходной шине.

входную и выходную шины, эмиттер первого транзистора подключен к шине питания и перйъгм выводам первого к второго резисторов, а база соединена с первым выводом третьего резистора и через четвертый резистор - с коллектором второго транзистора, эмиттер и база которого соответственно через пятый и шестой резисторы подключены к общей шине, которая соединена с эмиттером третьего транзистора, коллектор которого подключен к первым выводам первого диода и седьмого резистора, коллектор первого транзистора через второй диод соединен с эмиттером чет-, вертого транзистора, второй вывод первого резистора подключен к первому выводу первого конденсатора, о т л и 20

5

0

вышения быстродействия, введены пятый и шестой транзисторы, второй конденсатор и логический расширитель, причем проводимость четвертого, пятого и шестого транзисторов соответствует проводимости второго транзистора, коллектор пятого транзистора соединен с эмиттером первого транзистора, база которого подключена к эмиттеру пятого транзистора, база которого соединена с вторым выводом третьего ре-s зистора и через второй конденсатор - с коллектором второго транзистора, база которого подключена к коллектору

выходу логического расширителя, вход которого соединен с входной шиной, а второй выход подключен к базе шестого транзистора и через восьмой резистор к общей шине и эмиттеру шестого транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом второго резистора и базой третьего транзистора, коллектор которого подключен к первому выводу

первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, эмиттер четвертого транзистора подключен к выходной шине.

Изобретение может быть испольтрических сигналов через кабельную магистраль. Транзисторный ключ с защитой от перегрузки содержит транзистор 1 одного типа проводимости, транзисторы 2-6 другого типа проводимости, диоды 7, В, резисторы 9-16, конденсаторы 17, 18, логический расширитель. 19, шину 20 питания, общую шину 21, входную и выходную шины 22, 23 соответственно. Транзисторный ключ имеет повышенное быстродействие за счет форсирования процессов пере- ключения выходного транзистора 4.