Полупроводниковый ключ

(21) 3730222 (22) 21.04.84 (46) 30.09.85 (72) Е.В.Машу и В.В.Сергеев (71) Московск дена Октябрьс онный институ Бюл. В 36ков, Б.В.Кабелев ий ордена Ленина и ор кой Революции авиацит им. Серго Орджоники(53) 621.382 (56) Булатов ния силовых Электротехни88. 8) Опыт применен типа КТ 40. - 3, се 21.Г. и др анэистор а,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪТИ АВТОРСКОМУ СЗИДЕТЕЛЬСТ Электронная техника в автоматике./ Под ред. О.И.Конева. М.; Советское радио, 1977, вып. 9, с. 172, рис. 4, (54)(57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ, содержащий составной транзистор, усилитель мощности, первый транзистор, первый и второй диоды, первый резистор и конденсатор, входную шину, первый выход составного транзистора 1 подключен к первому выводу первогодиода и выходной шине, второй выходсоединен с общей шиной, а вход подключен к выходу усилителя мощности, первый и второй питающие выводы ко,торого соединены соответственно с первой и второй шинами источника питания, а вход подключен к коллектору первого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной и .первым выводом первого резистора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены второй, третий и четвертый транзисторы, причем тип проводимости второго и четвертого транзисторов противоположен типу проводимости первого транзистора, а тип проводимости третьего транзистора соответствует типу проводимости первого транзистора, третий и четвертый диоды, восемь резисторов, .причем коллектор второго транзистора подключен к первому выводу третьего диода и через второй .диод к выходной шине, второй вывод третьего диода соединен с эмиттером второго транзистора, первой шиной источника питания и через второй резистор с базой второго транзистора и одним выводом третьего резистора, другой вывод которого подключен к коллектору третьего транзис. - тора, эмиттер которого соединен с первым выводом четвертого резистора, второй шиной источника питания и через пятый резистор с первым выводом,шестого резистора и одним выводом конденсатора, другой вывод которого подключен к первым выводам четвертого диода и седьмого резистора и к базе четвертого транзистора, коллектор которого через восьмой резистор соединен с базой третьего транзистора и вторым выводом четвертого резистора, а эмиттер подключен к общей шине и вторым выводам четвертого диода и седьмого резистора, второй вывод шестого резистора соединен с управляющей шиной и через девятый резистор с базой первого транзистора и вторым выводом перво;го резистора, второй вывод первого диода подключен к общей шине.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразователях напряжения, в импульсных усилителях и стабилизаторах, в бесконтактной коммутацион но-защитной аппаратуре.Цель изобретения - повышение КПД полупроводникового ключа за счет уменьшения рассеиваемой мощности на составном транзисторе при выключении 10 ключа.На чертеже представлена схема по" лупроводникового ключа.Полупроводниковый ключ содержит составной транзистор 1, усилитель 2 мощности, четыре транзистора 3 - Ь, из которых первый 3 и третий 5 транзисторы имеют один тип проводимости, . а второй 4 и четвертый 6 транзисторы " другой тип проводимости, четшре20 диода 7 - 10, девять резисторов 11 19 и конденсатор 20, причем первый выход составного транзистора 1 подключен к первому Выводупервого диода 7 и выходной шине 21, второй выход соединен с общей шиной 22, а вход подключен к выходу усилителя 2 мощности, первый и второй питающие выводы которого соединены соответственно с первой 23 и второй 24 шинами источника питания, а вход подключен к коллектору первого транзистора 3, эмиттер которого соединен с общей шиной 22 к первым выводом первого резистора 11, коллектор второго 35 транзистора 4 подключен к первому выводу третьего диода 9 и через второй диод 8 к выходной шине 21, второй вывод третьего диода 9 соединен с эмиттером второго транзистора 4, 4 О первой шиной 23 источника питания и через второй резистор 12 с базой второго транзистора 4 и одним выво" дом третьего резистора 13, другой вывод которого подключен к коллек- ф 5 тору третьего транзистора 5, эмиттер которого соединен с первым выводом четвертого резистора 14, второй шиной 24 источника питания и через пятый резистор 15 с первым выводом 50 шестого резистора 16 и одним выводом конденсатора 20, другой вывод которого подключен к первым выводам четвертого диода 10 и седьмого резистора 17 и к базе четвертого транзисто ра 6, коллектор которого через восьмой резистор 18 соединен с базой третье.о транзистора 5 и вторым выводом четвертого резистора 14, а эмиттер подключен к общей шине 22 и вторым выводам четвертого диода 10 и седьмого резистора 17, второй вывод шесто-.: го резистора 16 соединен с управляющей шиной 25 и через девятый резистор 19 с базой первого транзистора 3 и вторым выводом первого резистора 11, второй вывод первого диода 7 подключен к общей шине 22.Полупроводниковый ключ работает следующим образом.При наличии сигнала "0" на управляющей шине 25 транзисторы 3, 6, 5 и 4 заперты, отрицательным выходным сигналом усилителя 2 мощности заперт составной транзистор 1. Ключ разомкнут. Полярность напряжения на конденсаторе 20 соответствует указанной на чертеже без скобок.При поступлении положительного сигнала на управляющую шину 25 открывается транзистор 3 и положитель" ный выходной сигнал усилителя 2 мощности открывает составной транзистор 1. Одновременно происходит пере- заряд конденсатора 20 по цепиф уп-. равляющая шина 25 - резистор 16- конденсатор 20 - диод 10 - общая шина 22.Транзисторы 6, 5 и 4 остаются в запертом состоянии, а полярность на-пряжения на конденсаторе 20 изменяется на указанную на чертеже в скобках.При поступлении сигнала "0" на управляющую шину 25 транзистор 3 закрывается, выходной сигнал усилителя 2 мощности инвертируется, а транзисторы 6, 5 и 4 открываются. При этом начинают рассасываться избыточные Гщ 4 . носители заряда в составном транзис" торе 1, а по цепиф шина 23 - цепь коллектор-эмиттер транзистора 4 - диод 8 - силовая цепь составного транзистора 1 - общая шина 22,.протекает ток, вызывающий накопление заряда в базе диода 8, По окончании рассасывания в составном транзисторе 1 напряжение на его выходных вы-. водах увеличивается до напряжения, приблизительно равного сумме напряжения отпирающего источника питания, подключенного к шине 23 и общей ши" не 22, и прямого напряжения диода 9. В это время ток в силовой цепи составного транзистора 1 спадает, а ток нагрузки протекает по цепи: выходнаяоставитель Д.Ива ехред,А.Бабинец актор М.Бандур орректор А,Зимокосо Заказ 6119/5ВНИИПИ Тираж 871рственного комитета СС изобретений и открытий а, Ж Раушская наб. Подписное ГосудделамМос 1303 д. 4 Патент"., г.ужгород оектная 3 118 шина 21 - диод 8 - диод 9 - шина 2:5- общая шина 22. После окончания рассасывания заряда в базе диода 8 ключ запирается. КПД предлагаемого полупроводникового ключа вышее, чем у Известных по 2659 4лупроводниковых ключей, за счет уменьшения рассеиваемой мощности на составном транзисторе при выключении ключа, которое обеспечивается импульсным накоплением заряда в базе диода .8 и подключением его к выходной цепи составного транзистора 1.