Электронные ключи. Кудрявцев И.А - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

8
где
maxK
I - максимальный ток обратный коллектора, U
0
- напряжение низкого
уровня управляющего сигнала. Очевидно, для надежного запирания транзисто-
ра необходимо, чтобы
БЭотсБЭ
UU
<
. Необходимо учитывать сильную темпера-
турную зависимость обратного тока коллектора, и для расчета выбирать мак-
симальное значение. В противном случае ключ может «подтекать» при измене-
нии температуры.
Открытый транзистор может находиться в активном режиме или режиме
насыщения. Для электронных ключей активный режим является невыгодным,
так как в этом режиме на коллекторе
рассеивается значительная мощность. По-
этому активный режим допустим только в течение переходных процессов (где
он, собственно говоря, неизбежен).
Для обеспечения насыщения необходимо, чтобы выполнялось соотноше-
ние
II
ббн
>
..
. Ток базы можно определить по формуле: )/()(
1 ббБЭотсБ
RrUUI
+
−= .
Ток насыщения определяется сопротивлением резистора в цепи коллектора,
усилительными свойствами транзистора и сопротивлением между коллектором
и эмиттером в насыщенном состоянии:
K
КЭнас
Бнас
R
UE
I
β
−
= . При расчетах целесооб-
разно пользоваться наихудшим значением
min
β
β
=
. Отметим, что при наруше-
нии условия насыщения транзистор переходит в активный режим, что сопро-
вождается ростом напряжения на коллекторе и увеличением мощности рассея-
ния. В ряде случаев используют иной критерий насыщения – прямое смещение
обоих переходов транзистора (база-эмиттер и база-коллектор). В активном ре-
жиме переход база-коллектор смещен в
обратном направлении.
Используя этот критерий, легко понять, что составной транзистор (по
схеме Дарлингтона) не удастся полностью насытить, так как база выходного
транзистора в лучшем случае может иметь потенциал, равный потенциалу кол-
лектора.
Необходимой частью проектирования электронных ключей является
оценка их динамических свойств, определяющих скорость переключения и по-
тери энергии на этом
этапе (динамические потери).
Переходные процессы в электронном ключе на биполярном транзисторе
характеризуются длительностью цикла переключения, который можно разде-
лить на несколько отдельных этапов:
− задержка включения;
− включение (нарастание тока до величины, соответствующей насыщению);
− задержка выключения (обусловлена рассасыванием заряда в базе при пере-
ходе из режима насыщения в активный
режим);
− выключение (обусловлено уменьшением тока коллектора до значения, соот-
ветствующего отсечке).
Необходимо также учитывать процессы заряда емкостей монтажа и на-
грузки, которые не имеют прямого отношения к транзистору, но могут сущест-
венно влиять на длительность переходного процесса в целом.
Рассмотрим характерные участки переходного процесса по временным
диаграммам (рис.4).

Страницы