Полупроводниковый ключ

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1717 А П 9) 8(3 НО Эц 1 Н 03 К 17/ ЫЙ КОМИТЕТ ССБРЕТЕНИЙИ ОТКРЫТ ГОСУДАРСТВ ГЮ ДЕЛАМ И ИЭОБРЕТИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАН ВТОРСНОМУ СВ(72) В В. Сергеев и В. Г. Пузанов (71) Мосховский ордена Ленина и ордена Охтябрьсхой Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53).621,382 (088, 8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР .438114, кл. Н ОЗ К .17/60, 19742. Заявка Японии53-30892, кл. Н 02 М 7/537, 1978 (прототип). (54) (57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ, содержащий силовой транзистор, коллектор которого подключен к выходной хлемме и первому выводу первого диода, эмиттер - к общей шине, базах эмиттеру вспомогательного транзистора, база и коллектор которого соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, второйдиод и входную клемму, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью. повышения надежности, введены дополнительный транзистар обратной проводимости поотношению к,силовому и вспомогательному транзисторам, источник напряжения, третий и четвертый резисторы, приэтом коллектор дополнительного транзистора соединен с вторым выводом пер.вого резистора, эмиттер - с вторым выводом второго резистора и одной из клеммисточника напряжения другая клеммакоторого подключена к общей вине, базадополнительного транзистора через третийрезистор подключена к входной клеммеи .через четвертый резистор - к второмувыводу первого диода и через второйдиод - к базе вспомогательного транзистора,Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть испольэоввно икачестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения.Известен полупроводниковый ключ,содержащий силовой и вспомогательныйтранзисторы, два диода, два реэис гора,входную и выходную клеммы ЯНедостатком известного ключа является низкоебыстродействие и болыциепотери мйцности в токоограничивающемэлементеИзвестен также полупроводниковыйключ, содержащий силовойтранзисгор,коллектор которого подключен к выходной клемме и первому выводу первого1диода, эмиттер - к общей шине, базак .эмиттеру вспомогательного траовисто-ра, база и коллектор которого соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, второй диод и входную клемму 2Однако такай ключ характеризуется низкой надежностью, обусловленной отсутствием защиты от токовых перегрузокеБель изобретения - повышение надеж ности.Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковый ключ, содержа щий силовой транзистор, коллектор которого подключен к выходной клемме и первому выводу первого диода, эмиттер - к общей шине, база - эмиттерувспомогательного транзистора, база и коллектор которого соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, второй диод и входную клемму, введены дополнительный транзистор обратной проводимости по отноше.нию к силовому и вспомогательному .,гранэисторам, источник напряжения, третий и четвертый резисторы, при этом коллектор дополнительного транзистора соединен с вторым выводом первогорезистора, эмиттер - с вторым .выводом второго, резистора и одной из клемм источника напряжения, другая клемма которого подключена к общей шине, база дополнительного транзистора через третий резистор подключена к входной клемме и через четвертый резисторк второму выводу первого циодв и через второй диод - к базе вспомогательного транзистора.На чертеже представлена электричеокая схема полупроводникового ключа.15 Ключ содержит силовой транзистор 1, коллектор которого подключен к выходной клемме 2 и катоду диода 3, эмиз тер - к общей шине 4, база - к эмюгтеру вспомогательного транзистора 5, база и коллекгор которого соединены с первыми выводами первого 6 и вторэ. го 7 резисторов соответственно, второй диод 8 и входную клемму 9. Ключ содержит также дополнительный транзистор 10, источник напряжения, плюсовая клемма 11 которого соединена с эмиттером транзистора 10 и с вторым выводом второго резистора 7, а минусоввя клемма соединена с общей шиной 4,третий 12 и четвертый 13 резисторы.Баэв транзистора 10 через третий резиотор 12 соединена с входной клеммой 9и через четвертый резистор 13 - с анодом первого диода 3 и катодом второго диода 8, анод которого соединен с бвзой вспомогвтельного транзистора 5, коллектор транзистора 10 соединен свторым выводом первого резистора 6,25 Все переходы база-эмиттер трвнзис-торов звшунтированы резисторами безпозиционных обозначений,Полупроводниковый ключ работаетследующим образом,ЗО, При отсутствии сигнала на входнойклемме 9 все транзисторы заперты,ключ разомкнут.При подаче короткого импульса отрицательной полярности на входнуюклемму 9 через четвертый резистор 12открывается дополнительный транзистор 10 и затем вспомогательный транзистор 5 и начинает протекать ток поцееи клемма 11 - эмиттер - коллектордополнительного транзистора 10 - первыйрезистор б - переходы база-эмиттервспомогательного транзистора 5 переход база-эмиттер силового транзистора 1 - общая шина 4.145 Это, приводит к отпиранию силовоготранзистора 1 по цепи клемма 11 - второй резистор 7 - коллектор - эмиттервспомогательного транзистора 5 - переход база-эмиттер силового трвнзисто 50 ра 1 - общая шина 4. По окончании процесса включения силового транзистора 1входной сигнал может закончиться. Вэтом случае открытое состояние дополнительного транзистора 10 поддерживает 55 ся током, протекающим по цепи клемма 11 - переход база-эмиттер дополнительного транзистора 10 - четвертый резистор 13 - первый диод 3 - коллектор5 з 1051 эмиттер силового трацзистора 1 - общая шина 4, Ключ замкнут, Силовой транзиотор 1 находится в открытом состоянии,. причем напряжение на его переходе база-коллектор определяется разностью па дений напряжений на открытых диодах 3, 8 и двух переходах база-эмиттер вспомогательного транзистора 5, При обеспечении равенства этих напряженийоткрытый силовой транзистор 1 будет находиться на границе активцой области и области насышения, что определяет высокое быстродействие ключа. При подаче на входную клемму 9 импульса положительной полярности-, длительностью несколько большей времени выключения транзисторов 1, 5 и 10, закрывается сначала дополнительный транзистор 10, прерывается ток базы - вспомогательного транзистора 5, который закрывается, и затем закрывается силовой транзистор 1. Ключ разомкнут. 717 4Если при включенном состоянии ключа возникнут токовые перегрузки или короткое замыкание нагрузки ключа, то увеличивается падение напряжения на силовом транзисторе 1. Первый диод 3 запирается, прерывается ток базы дополнительного транзистора 10, при этом после1довательно и лавинообразно закрываются транзисторы 10, 5 и 1.Настройка порога срабатывания защиты обеспечивается выбором номинала четвертого резистора 13. Резисторы, подключенные параллельно переходам база-эмиттер транзисторов, служат для их пассивного запирания.Предлагаемый полупроводниковый ключ характеризуется повышенной надежностью и, кроме того, снижает мощность источника. сигнала за счет снижения длительности входных импульсов практически до величины, определяемой временем включения и выключения транзисторов, а также за счет использования составного вспомогательного транзистора, Составитель И. форафонтовРедактор О, Сопко Техреду М.Тепер Корректор И, ЭрдейиЗаказ 8674/57 . Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раушская набд, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная, 4