Электронные ключи. Кудрявцев И.А - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

17
1.5 Аналоговые ключи
1.1.5 Ключи на полевых МДП - транзисторах
Очень часто полевые транзисторы, главным образом МДП-транзисторы,
применяются в качестве аналоговых ключей. В силу своих свойств, таких, как
малое сопротивление в проводящем состоянии, крайне высокое сопротивление
в состоянии отсечки, малые токи утечки и малая емкость, они являются идеаль-
ными ключами, управляемыми
напряжением, для аналоговых сигналов. Иде-
альный аналоговый ключ ведет себя как механический выключатель: пропуска-
ет сигнал к нагрузке без ослаблений или нелинейных искажений
VT1 — это n-канальный МДП транзистор
с индуцированным каналом, не проводя-
щий ток при заземленном затворе или
при отрицательном напряжении затвора.
В этом состоянии сопротивление сток —
исток, как правило
, больше 10000 МОм,
и сигнал не проходит через ключ. Подача
на затвор положительного управляющего
напряжения (больше U
ПОР
) приводит ка-
нал сток — исток в проводящее состоя-
ние с типичным сопротивлением от 25 до
100 0м (Rвкл) для транзисторов, предна-
значенных для использования в качестве
аналоговых ключей. Схема не критична к
значению уровня сигнала на затворе, поскольку он существенно более положи-
телен, чем это необходимо для поддержания малого Rвкл, а потому
его можно
задавать от логических схем; можно использовать выход ТТЛ для получения
уровней, соответствующих полному диапазону питания, с помощью внешнего
транзистора, или даже операционного усилителя (ОУ). Обратное смещение за-
твора при отрицательных значениях выхода ОУ будет давать дополнительное
преимущество — возможность переключать сигналы любой полярности. Заме-
тим, что аналоговый ключ такого
типа — двунаправленное устройство, т. е. он
может пропускать сигнал в обе стороны.
Приведенная схема будет работать при положительных сигналах, не превы-
шающих (U
УПР
- U
ПОР
); при более высоком уровне сигнала напряжение на за-
творе будет недостаточным, чтобы удержать транзистор в состоянии проводи-
мости (Rвкл начинает расти); отрицательные сигналы вызовут включение при
заземленном затворе (при этом появится прямое смещение перехода канал —
подложка). Если нужно переключать сигналы обеих полярностей, то можно
применить такую же схему, но с
затвором, управляемым двуполярным напря-
жением, при этом подложка должна быть подсоединена к отрицательному на-
пряжению.
Для любого ключа на полевом транзисторе важно обеспечить сопротивление
нагрузки в диапазоне от 10 до 100 кОм, чтобы предотвратить емкостное прохо-
ждение входного сигнала в состоянии «ВЫКЛ», которое имело бы место при
большем сопротивлении. Значение сопротивления нагрузки выбирается
ком-
Рисунок 12 Аналоговый ключ на
МДП транзисторе

Страницы