Полупроводниковый ключ

50 откРыты, полупроводниковый ключ имеет минимальное выходное сопротивление гораздо меньшее, чем прототип,благодаря чему обеспечивается почти.мгновенный заряд паразитной емкости,и тем самым уменьшается время нарастания заднего фронта выходного импульса.Предлагаемый полупроводниковыйключ имеет выходное сопротивление наначальном уровне формирования фрон тов импульсов примерно в 2 раза меньше, чем известный, благодаря открЫтому состоянию транзисторов 1 и 2 втечение этого времени. В результатепочти в 2 раза возрастает скоростьразряда и заряда параэитной емкости 65 с общей шиной устройства, к которойтакже подключен и эмиттер транзистора 1, а коллектор этого транзистора через последовательно включенные первый высокочастотный дроссель4 и второй резистор 5 соединен сшиной источника питания. Эмиттертранзистора 2 через диод б подключенк коллектору транзистора 1. Катоддиода 6 через второй высокочастотныйдроссель 7 и третий резистор 8 соединен с шиной источника питания.База транзистора 2 подключена к точке соединения второго высокочастотного дросселя 7 и третьего резистора 8.Полупроводниковый ключ работаетследующим образом.При подаче на него напряжения питания и отсутствии входных импульсов транзистор 1 закрыт, так какбаза его находится под нулевым потенциалом. Транзистор 2 открыт, таккак его база имеет более положительный потенциал относительно эмиттера,Через нагрузку, подключенную к эмиттеру транзистора 2, будет протекатьпостоянный ток. В исходном состояниитранзистор 2 выполняет функцию эмиттерного повторителя и имеет низкоомный выход, а на транзисторе 1собран ключ с общим эмиттером. Причем сопротивление перехода коллектор-эмиттер открытого транзистора 2шунтирует сопротивление коллекторной нагрузки транзистора 1, так какпоследнее значительно больше повеличине сопротивления перехода от- .крытого транзистора 2,С приходом на вход ключа импульсаположительной полярности транзистор1 ключа открывается, потенциал наего коллекторе становится близкимк нулю, при этом потенциал на базеи эмиттере транзистора 2 тоже будетблизок к нулю, что приводит к закрыванию транзистора 2. Однако транзистор 2 закрывается с небольшим запаздыванием во времени по отношениюк открыванию транзистора 1, так какна базу транзистора 2 изменение потенциала поступает через высокочастотный дроссель 7, который задерживает мгновенное изменение состояниятранзистора 2. Поэтому вначале подается нулевой потенциал на эмиттертранзистора 2, а затем с небольшимзапаздыванием на его базу, что обеспечивается за счет включения в схемуключа высокочастотного дросселя 7и подключения в обратном направлениипрохождению сигнала раэвязывающегодиода б между эмиттером и базовойтранзистора 2. В первый момент открытого состояния транзистора 1 егоколлекторная нагрузка 5 отключаетсяи подключается только высокочастотный дроссель 4, что способствует 5 10 15 20 25 30 35 40 45 быстрому нарастанию переднего фронтаимпульса на выходе устройства, расширению его полосы пропускания засчет отключения резистора 5 и увеличению крутизны нарастания переднегофронта выходного импульса на началь-ном уровне 0,1-0,3 его формирования.Транзистор 2 открывается, коллекторная нагрузка 5 подключается к транзистору 1, В этом сучае дроссель 4производит высокочастотную коррекциюформирования переднего фронта выходного импульса выше уровня 0,3, обеспечивая большую крутизну нарастанияфронта на верхнем уровне его амплитуды. Таким образом, обеспечиваетсяформирование с малым временем нарастания переднего фронта импульса свыхода полупроводникового ключа нанаиболее замедленных участках науровнях 0,1-0,3 и 0,7-0,9 от амплитудного значенияКак только закончится формирование длительности выходного импульса, начнется процессформирования заднего фронта, который наступает по окончании воздействия входного сигнала. Транзистор 1 закрывается, положительный потенциал на его коллекторе возрастает, а так как развязывающий диод б включен в прямом направлении при передаче положительного потенциала между эмиттером и базой транзистора 2, то транзистор 2 откроется значительно раньше, чем закроется транзистор 1.Обычно транзистор закрывается при напряжении между его базой и эмиттером, равным нулю, а открывается при напряжении, равным 0,3"0,5 В, поэтому открывание транзистора 2 произойдет раньше, чем успеет закрыться транзистор 1. При открывании транзистора 2 сопротивление его промежутка коллектор-эмиттер мало, поэтому он шунтирует сопротивление коллекторной нагрузки 5 транзистора 1 и переключает внешнюю нагрузку ключа с коллектора транзистора 1 на эмиттертранзистора 2, выполняющего функции эмиттерного повторителя. В переходныймомент, когда оба транзистора 1 и 21001471 Формула изобретения тель И Т,фанта Сос Тех Ковалева Редак Тираж 934 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наЗаказ 1444/ ПодписноеССР д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 увеличивается крутизна фронтов выходных импульсов и в связи с этим повышается быстродействие ключа в целом.Кроме того, предлагаемый ключ име. ет отличное схемное построение по отношению к известному, что позволяет увеличить полосу пропускания устройства за счет отключения коллекторной нагрузки при формировании фронтов на начальном уровне и бла-. годаря введению дросселей, а это приводит к увеличению на порядок крутизны фронтов по отношению к известному, Предлагаемый полупроводниковый ключ пригоден для передачи импульсов наносекундной длительности. Для выполнения ключа, работающего на отрицательные входные импульсы, необходимо изменить проводимость транзисторов с в,-р-в на р-п-р и напряжение йитания на противоположное. Полупроводниковый ключ, содержащий первый транзистор, база которого подключена к входной клемме и черезпервый резистор - к общей шине, аколлектор - к катоду диода, второйтранзистор, эмиттер которого подключен к аноду диода, а коллектор -5 к шине источника питания и первомувыводу второго резистора, о т л и. -ч а ю щ и й с я тем, что,с цельюповышения быстродействия, в него введены два высокочастотных дросселя10 и третий резистор, при этом первыйвысокочастотный дроссель включен между коллектором первого транзистораи точкой соединения второго выводавторого резистора и эмиттером второ 5 го транзистора, база которого черезвторой высокочастотный дроссель соединена с катодом диода и через третийрезистор - с шиной источника питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 473299, кл. Н 03 К 17/04, 10.10.752. Патент США Р 3381144,кл. 307-25 б, 300468 (прототип). орафонтовКорректор М. Демч