Транзисторный ключ Советский патент 1982 года по МПК H03K17/60 

1

Изобретение относится к эпектротехнике и может быть использовано в преобразоватепях и ключевых усипитедях мощности дпя управления силовыми транзисторами, работакшими на нелинейную нагрузку. .

Известен транзисторный ключ, выполненный на двух ранзисторах в цепи коллекторов которых включен диод для улучшения нагрузочной способности при работе на нелинейную нагрузку .1 .

Недостатком транзисторного ключа является низкая нагрузочная способность, вызванная ограниченным усилением выходного транзистора по току, что снижает область его применения в устройствах автоматики.

Известен также транзисторный ключ, содержащий входной и выходной транзисторы И-р-И проводимости, у которых между коллекторами включен источник напряжения смешения, а база выходного транзистора соединена с эмиттером входного транзистора С2)

Недостатком известного устройства является перегрузка по мощности источника напряжения смещения при питании нелинейной нагрузки, так как для удержания выходного транзистора в режиме насьпцения от источника напряжения смещения потребляется большой ток. Указанный недостаток снижает функциональные возможности устройства при работе на нелинейную нагрузку или на нагрузку

10 емкостного характера.

Цель изобретения - расщирение функциональных, возможностей за счет коммутации нагрузок нелинейного и емкостного характера.

15

Поставленная цель .достигается тем, что в транзисторный ключ, содержащий входной и выхсднбй транзисторы ц -р - И проводимости, у доторых: между коллек20торами включен источник напряжения смещения, а база выходного транзистора соединена с эмиттером входного транзи стора, введены согласующий транзистор р-И-р проводимости, блокирукяций и 39 дополнительный транзисторы и-Р-и np(v водимости, датчик тока| вк/иочённый меж ду эмиттером выгодного транзистора и общей шиной и резистивный делитель напряжения, включенный между базой выходного транзистора и общей шиной, при атом средний вывод резистивного делитепя напряжения соединен с базой блокирующего транзистора, коллектор которого соединен с базой входного транзистора, а эмиттер - с общей шиной, база дсвтолнительного транзистора соединена, с управляющим выводом, а его коллекто И эмиттер соединены с базами согласующего и входного транзисторов соответст- венж), причем коллекторно-эмиттерный переход согласующего транзистора подкл чен к выводам базы к эмиттера выходно го транзистора. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого ключа. Транзисторный ключ состоит из выходного транзистора 1 и входного транзистора 2, соединенных по схеме составное транзистора, В коллекторную цепь входного транзистора 2 включен источник 3 напряжения смещения. Выходным выводом транзисторного ключа является вывод 4, а обдим выводом - вывод 5, К коллекторному переходу выходного транзистора 1 подключен коллекторно-эмиттерный переход согласующего транзистора §, причем его коллектор соединен с базой выходного транзистора 1, Блокирующий транзистор 7 подклк чен своим коллектором к базе входного транзистора 2, а его эмиттер соединен с выводом 5, Между базой согласующего транзистора R и базой входного транзистора 2 включен коллектс но эмиттерный переход дополнительного тра нзистора 8, причем его коллектор соединен с базой согласующего транзистора Датчик; 9 тока включен между эмиттером выходного транзистсфа 1 и общим выводом 5, Резистивный делитель 10 напряжения включён между выходного транзистора 1 и обским выводом 5, при этом средний вывод резистивного делителя 10 напряжения соединен с базой блокирующего транзистора 7, База дополнительного транзистора 8 соединена с управляющим выводом 11 транзисторного ключа. Для обеспечения пассив ного запирания транзисторов переключате ля паралелльно эмиттерным переходам 3 каждого транзистора подключены резисторы (на чертеже прзиционно не обозначены). Для управления транзисторным ключом служит управляющий источник 12, включав емый между выводами 5 и 11 через токоограничивающий резистор 13. Между вькрдным 4 и общим 5 выводами включены последовательно источник 14 питания и нагрузка 15, Транзисторный ключ работав следующим образом,; Для его включения к управляющему выводу 11 подключается управляющий источник 12, При номинальном режиме выходной транзистор 1 открыт и насыщен благодаря источнику 3 напряжения смещения. При этом согласующий транзистор 6 закрыт, так как его эм.иттерный переход смещен в обратном направлении, блокирующий транзистор 7 также закрыт, так как на нижнем (по чертежу) резисторе делителя 10 напряжения падение напряжения недостаточно для его отпирания. В этом режиме транзисторный ключ можно представить как составной транзистор на элементах 1,2 и 3 с включенными на его входе смещением в виде эмитерного перехода дополнительного транзистора 8, Коэффициент усиления транзисторного ключа определяется произведением коэффициентов усиления входного и выходного транзисторов 1 и 2, В случае увеличения величи- ны, например 1,2-1,30цом- столько же раз увеличивается падение напряжения на датчике 9 тока, что изменяет соотношение напряжений на делителе 10, которое вызывает включение блокирующего транзистора 7, который блокирует эмиттерный переход входного транзистора 2, Последний запирается, отключая источник 3 напряжения смещения,Одновременно включается согласую-, щий транзистор 6 через открытый ранее дополнительный транзистор 8, В этом режиме транзисторный ключ можно представить, как составленный из трех транзисторов 1,6 и 8, образукицих составной транзистор с ненасьоценными транзистором. При этом его коэффициент усиления определяется произведением коэффициентов усиления трех транзисторов 8,6 и 1, а базовый ток задается источником 3 напряжения смещения, Kt торый рассчитьшается для этого режима, В этом режиме транзисторный ключ обеспечивает протекание пусковых токов,