Электронные ключи. Кудрявцев И.А - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

5
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время наметилась вполне определенная тенденция к отказу
от чисто аналоговых схем и переходу к цифровым с широким применением
микропроцессорной техники. Цифровая обработка сигналов дает широкие пре-
имущества в смысле гибкости решений, технологичности конструкций, эконо-
мии энергопотребления. В схемотехническом плане в основе цифровой техни-
ки, а также значительного количества
так называемых импульсных устройств
лежат электронные ключи.
Технические реализации цифровых схем, в которых сигналы представле-
ны дискретно квантованными уровнями напряжения (тока), основаны на ис-
пользовании электронных коммутаторов напряжения (тока), называемых элек-
тронными ключами. В качестве нелинейных приборов с управляемым сопро-
тивлением в электронных ключах используются полупроводниковые диоды,
биполярные и полевые
транзисторы, фототранзисторы, тиристоры, оптроны,
электронные лампы.
Аналогично механическим ключам (рубильникам), естественно характе-
ризовать электронный ключ сопротивлением в открытом и закрытом состоя-
нии, предельными значениями коммутируемого тока и напряжения, временны-
ми параметрами, описывающими скорость переключения из одного состояния в
другое. Следует отметить, что электронные ключи, в отличие от механических,
чаще всего
не являются двунаправленными, т.е. коммутируют ток и напряже-
ние одного знака.
Следует различать аналоговые электронные ключи, предназначенные для
передачи аналогового сигнала с минимальными искажениями, и цифровые
ключи, обеспечивающие формирование бинарных сигналов. Аналоговые ключи
лежат в основе всевозможных коммутаторов сигналов, нашедших широкое
применение в технике аналого-цифрового преобразования. Несмотря на
сход-
ство в функциональном плане между цифровыми и аналоговыми ключами, тре-
бования к последним существенно отличаются от требований к цифровым клю-
чам, что приводит совершенно к другим соображениям, по которым следует
разрабатывать аналоговые ключи.
1 Цифровые электронные ключи
1.1 Диодные электронные ключи
В диодных ключах используется зависимость сопротивления диода от
ве-
личины и знака приложенного напряжения.
Известно, что ток диода определяется выражением:
)1)/((exp(
0
−
=
T
muII
ϕ
,
где
T
ϕ
- температурный потенциал (26 мВ при 298К), m - коэффициент, учиты-
вающий влияние поверхностных токов утечки германиевых, и генерации-
рекомбинации в p-n переходах кремниевых диодов (
m
Ge
- 1.2…1.5, m
Si
- 1.2…2).
Тепловой ток диода практически не зависит от приложенного к диоду напряже-
ния и определяется электрофизическими свойствами полупроводника и темпе-
ратурой его нагрева
)/exp(
000 TK
UII
ϕ
−
= , где
I
00
- константа, определяемая мате-
риалом полупроводника и концентрациями примесей,
U
K
- контактная разность

Страницы