Высоковольтный переключатель Советский патент 1981 года по МПК H03K17/81 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано дл коммутации высокого напряжения. Известен высоковольтный переключа таль, содержаний N последовательно соединенных транзисторов, стабилитро ны, диоды, конденсаторы, резисторы и формирователь спада выходных импул сов 1. Недостатком этого переключателя является сложность, обусловленная использованием специального формирователя спада выходных импульсов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому.является высоковольтный переключатель, содержащий N последовательно и согласно соединенных транзисторов, диоды, резисторы и цепь из параллельно соединенных диода и резистора, подключенную одним выводом к общей ишне, а другим через конденсаторы - к база всех транзисторов, кроме первого, база которого подключены к источнику управляющего сигнала 2. . Недостатком этого переключатели является затягивание процесса запирания из-за большого времени рассасывания транзисторов. Цель изобретения - уменьшение времени запирания переключателя. о Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтный переключатель, содержащий N последовательно и согл,асно соединенных транзисторов, зашунтированных первыми резисторами, N первых диодов, включенных встречнопараллельно база-эмиттерным переходом соответствующих транзисторов и заи нтированных вторыми резисторами, N-1 третьих резисторов и источник управляющего сигнала, подключенный выходом к входу первого транзистора, причем эмиттер N-го транзистора соединен с коллектором (N-l)-ro транзистора, эмиттер первого транзистора соединен с общей шиной, коллектор N-ro транзистора подключен через нагрузку к первому полюсу основного источника постоянного напряжения, а база каждого транзистора, за исключением первого, соединена с первым выводом соответствующего третьего резистора, введены N-1 вторых диодов, включенных параллельно третьим резисторам, и N-1 дополнительных источников постоянного напряжения, включенных последовательно и согласно с основным источником постоянного напряжения между его вто рым полюсом и общей шиной, причем точки соединения источников постоянного напряжения соединены с вторыми выводами соответствующих третьих резисторов . На чертеже представлена принципиШ1ьная электрическая схема предлагае мого переключателя. Переключатель содержит последовательно и согласно соединенные транзисторы 1-3, эашунтированные первыми резисторами 4, первые диоды. 5, включенные встречно-параллельно базаэмиттерным переходам транзисторов 1-3 и зашунтированные вторыми резист рами б, третьи резисторы 7 и 8 и источник 9 управляющего сигнала, подключенный выходом к входу транзистора 1. Эмиттер транзистора 3 соединен с коллектором транзистора 2, эмиттер транзистора 1 соединен с общей шиной а коллектор транзистора 3 через нагрузку подключен к первому полюсу источника 10 постоянного напряжения. Источники 11 и 12 постоянного напряжения включены последовательно и согласно с источником 10 между его вторым полюсом и общей шиной. Резисторы 7 и 8 зашунтированы вторыми диодами 13 и 14, причем резистор 7 включен между базой транзистора 2 и точкой соединения источников 11 и 12, а резистор 8 включен между базой транзистора 3 и точкой соединения источников 10 и 11. НапряжеИие каждого из источников 10-12 равно Е. Переключатель работает следующим .образом, В исходном состоянии транзисторы 1-3 закЕЖйТЫ, и напряжение на нагрузке 15 отсутствует. При поступлении управляющего сигнала с выхода источ ника 9 транзистор 1 открывается, напряжение на его коллекторе снижае ся, при этом напряжение база-эмитте транзистора 2 становится положитель ным, и транзистор 2 также открывает ся. Аналогично лавинному процессу открывания транзистора 2 происходит . открывание транзистора 3, и на .нагрузке 15 формируется фронт выходно импульса. По окончании управляющего сигнал напряжение на коллекторе транзистор 1 начинает увеличиваться, а напряже ние база-эмиттер транзистора 2 стан ится отрицательным, и транзистор запирается. Вслед за транзистором аналогично запирается транзистор , и на нагрузке 15 формируется пад выходного импульса. Уменьшение времени запирания перелючателя обусловлено снижением вреени рассасывания заряда в базах ранзисторов 2 и 3 благодаря тому, то к база-эмиттерным переходам этих ранзисторов во время процесса запиания прикладывается обратное напряение, равное падению напряжения на иода 5, и запирающий базовый ток амыкается через малое сопротивление ткрытых диодов 13 и 14. Формула изобретения Высоковольтный переключатель, содержащий N последовательно и согласно соединенных транзисторов, зашунтированных первыми резисторами, N первых диодов, включенных встречнопараллельно база-эмиттерным переходам соответствующих транзисторов и зашунтированных вторыми резисторами, N-1 третьих резисторов и источник управляющего сигнала, подключенный выходом к входу первого транзистора, причем эмиттер N-ro транзистора соединен с коллектором (N-l)-ro транзистора, эмиттер первого транзистора соединен с общей шиной, коллектор N-ro транзистора подключен через нагрузку к первому полюсу основного источника постоянного напряжения, а база каждого транзистора, за исключением первого, соединена с первым выводом соответствующего третьего резистора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени запирания, введены N-1 вторых диодов, включенных параллельно третьим резисторам, и N-1 дополнительных источников постоянного напряжения, включенных последовательно и согласно с основным источником постоянного напряжения между его вторым полюсом и общей шиной, причем точки соединения источников постоянного напряжения соединены с вторыми выводами соответствуюидах третьих резисторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 612410, кл. Н 03 К 17/08, 1977. 2.Патент США W 3735153, кл. 307 - 254, опублик. 1973.