Транзисторный ключ Советский патент 1981 года по МПК H03K17/60 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в импульсных усилителях мощности.

Известен транзисторный ключ, в котором между коллектором и базой включены диоды 1. Также известен транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, подключенный эмиттером к одной клемме источника питания, а коллектором через нагрузку к другой клемме источника питания, щунтирующий и разделительный диоды, вспомогательный транзистор, дифференциальный усилитель, источник управляющих сигналов, источник смещения, источник питания дифференциального усилителя 2.

Известные схемы мало надежны и мало экономичны.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности.

Достигается это тем, что в транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, подключенный эмиттером к одной клемме источника питания, а коллектором через нагрузку к другой клемме источника питания, щунтирующий и разделительный

диоды, вспомогательный транзистор, дифференциальный усилитель, источник управляющих сигналов, источник смещения, источник питания дифференциального усилителя, введен дополнительный диод, анод которого подключен к коллектору вспомогательного транзистора, а каФод - к инвертирующему входу дифференциального усилителя, подключенному через резистор к одному из выходов источника управляющих сигналов, другой выход которого подключен через резистор к неинвертирующему входу дифференциального усилителя база вспомогательного, транзистора подключена через разделительный диод к коллектору силового транзистора, а через цепь из параллельно соединенных резистора и шунтирующего диода - к эмиттеру вспомогательного транзистора, подключенному к выходу дифференциального усилителя и через источник смешения к базе силового транзистора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема транзисторного ключа.

В ее состав входит дифференциальный усилитель 1, силовой транзистор 2, вспомогательный транзистор 3, разделительный диод 4, дополнительный диод 5 шунтирую-, щий диод 6, источник управляющих сигналов 7, источник смещения 8, резисторы 9-13, источник питания дифференциального усилителя 14, источник питания 15, резистор нагрузки 16.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При положительном управляющем сигнале на инвертирующем входе дифференциального усилителя 1 базо-эмиттерный переход силового транзистора 2 смещен в обратном направлении источником питания дифференциального усилителя 14, что соответствует запертому (активно) состоянию силового транзистора 2. При этом вспомогательный транзистор 3 и разделительный 4 и дополнительный 5 диоды также заперты.

При отрицательном управляющем сигнале на инвертирующем входе дифференциального усилителя 1 базо-эмиттернЫй переход силового транзистора 2 смещен в прямом направлении, что соответствует его открытому состоянию. Напряжение на базеколлекторном переходе силового транзистора 2 зависит от соотнощения токов базы и коллектора, т. е. от степени насыщения транзистора.

С уменьшением тока нагрузки увеличивается степень насыщения силового транзистора 2, что приводит к увеличению напряжения на базо-коллекторном переходе силового транзистора 2. Это в свою очередь приводит к смещению в прямом направлении вспомогательного транзистора 3 и разделительного диода 4 и увеличению проводимости цепи отрицательной обратной связи, образованной эмиттер-коллекторным переходом вспомогательного транзистора 3 и дополнительным диодом 5. Увеличение сигнала в цепи отрицательной обратной связи дифференциального усилителя 1 приводит к уменьшению тока базы силового транзистора 2.

С увеличением тока нагрузки степень насыщения силового транзистора 2 уменьщается, что приводит к уменьшению напряжения на базо-коллекторном переходе силового транзистора 2, ослаблению прямого

смещения базо-эмиттерного перехода вспомогательного транзистора 3 и уменьшению сигнала отрицательной обратной связи, а вместе с этим к увеличению тока базы силового транзистора 2. Таким образом осуществляется сдежение базового тока за током коллектора (нагрузки) силового транзистора 2.

Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, подключенный эмиттером к одной клемме источника питания, а коллектором через нагрузку к другой клемме

5 источника питания, щунтирующий и разделительный диоды, вспомогательный транзистор, дифференциальный усилитель, источник управляющих сигналов, источник смещения, источник питания дифференциального усилителя, отличающийся тем, что,

0 с целью повыщения надежности и экономичности, введен дополнительный диод, анод которого подключен к коллектору вспомогательного транзистора, а катод - к инвертирующему входу дифференциального

усилителя, подключенному через резистор к одному из выходов, источника управляющих сигналов, другой выход которого подключен через резистор к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, база вспомогательного транзистора подключена через разделительный диод к коллектору силового транзистора, а через цепь из параллельно соединенных резистора и шунтирующего диода - к эмиттеру вспомогательного транзистора, подключенному к выходу дифференциального усилителя и

через источник смещения к базе силового транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 505128, кл. Н 03 К 17/04, 08.03.76 (прототип) .