Транзисторный ключ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) И 1) А ц 4 Н 03 К 17/60 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть испольэовав качестве силового ключа в преобразовательных устроиствах различного назначения. Цель изобретения - повышение КПД и быстродействия тран зисторного ключа. Устройство содержит составной транзистор 1, транзисторы 2,3,4, тип проводимости которых соответствует типу проводимости составного транзистора 1, три. транзистора 5,6,7 другого типа проводимости, диод, датчик тока и резисторы. Соединение указанных элементов определенным образом (введение новых взаимосвязей) позволяет снизить суммарные тепловые потери и уменьшить степень насьпцения составного транзи стора и ток нагрузки. 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения. 5Цель изобретения - новьппение КПД и быстродействия транзисторного ключа за счет уменьшения степени насьпцения составного транзистора при уменьшении тока нагрузки.На чертеже представлена схема транзисторного ключа.Транзисторный ключ содержит со-, ставной транзистор 1, первый 2, вто 15 рой 3 и третин 4 транзисторы, тип проводимости которых соответствует типу проводимости составного тран-зистора 1, четвертый 5, пятый 6 и шестой 7 транзисторы другого типа про 20 водимости, первый диод 8, датчик 9 тока и девять резисторов 10-18, причем первый выход составного транзистора 1 соединен с первой выходной шиной 19 и через первый диод 8 с первым выводом первого резистора 10 и базой первого транзистора 2, эмиттер которого подключен к входу составного транзистора 1 и эмиттеру четвертого транзистора 5, коллектор которого через второй резистор 11 соединен с первой шиной 20 источника питания, а база подключена к базе первого транзистора 2, коллектор которого через третий резистор 12 сое 35 дииен с второй шиной 21 источника питания и первыми выводами четвертого 13 пятого 14 и шестого 15 резисторов., второй выход составного транзистора 1 подключен к общей клине 22 и через датчик 9 тока к второй выходной шине 23 и первому выводу седьмого резистора 6, второй вывод которого соединен с первым выводом восьмого резистора 17 и эмиттером второго транзистора 3, база которого подключена к базе и коллектору тре, тьего транзистора 4, эмиттер которого соединен с общей шиной 22, второй вывод пятого резистора 14, подключен к эмиттеру пятого транзистора 6, база которого соединена с базой и коллектором шестого транзистора 7, эмиттер которого подключен к второму выводу щестога резистора 15, первый вывод девятого резистора 18 соединен с входной шиной 24, второй вывоД первого резистора 10 подключен к первой шине 20 источника питания и второму выводу восьмого резистора 17, второй вывод четвертого резистора 13 соединен с коллектором третьего транзистора 4, база четвертого транзистора 5 подключена к коллектору пятого, транзистора 6, коллектор второго транзистора 3 соединен с коллектором шестого транзистора 7 и вторым выводом девятого резистора 18.Кроме того, составной транзистор 1 содержит седьмой 25 й восьмой 26 транзисторы, второй диод 27, десятый 28 и одиннадцатый 29 резисторы, причем коллекторы седьмого 25 и восьмого 26 транзисторов соединены с первым выходом составного транзистора, 1, вход которого подключен к базе седьмого транзистора 25 и через десятььй резистор 28 и второй диод 27, которые соединены параллельно, к первому выводу одиннадцатого резистора 29, эмиттеру седьмого транзистора 25 и базе восьмого транзистора 26, эмиттер которого соединен с вторым выводом одиннадцатого резистора 29 и вторым выходом составного транзистора 1.Транзисторный ключ работает сле - дующим образом.При сигнале на входной шине 24 (входная шина 24 подключена к второй шине 21 источника питания) заперты транзисторы 2, 6 и 7, транзисторы 3,4 и 5 открыты, составной транзистор 1 заперт отрицательным смещением на эмиттерном перехода, Ключ разомкнут.При поступлении сиппсла "0 па входную шину 24 (замыкание входной шины 24 на общую шину 22) включаются транзисторь: 6 и 7, транзистор 5 запирается, транзистор 2 насыщается и обеспечивает форсированное включение составного транзистора 1. Ток нагрузки начинает протекать по цепи; выходная шина 19 - цегь коллектор эмиттер составного транзистора 1 датчик тока 9 - выходная шина 23. Ключ переходит в открытое состояние, По окончании процесса включения составного транзистора 1 (2-3 мкс) входную шину 24 необходимо отключить (,отсутствие сигнала управления на входной шине 24). В открытом состоянии ключа во всем диапазоне тока нагрузки коллекторный ток транзистора 6 поддерживается пропорциональным току нагрузки с начальным смещениемгде Б- напряжение запирающего источника, подключенного кшине 20 и общей шине 22;К - сопротивление резистора.Здесь и в дальнейшем изложении цифровые индексы при К, Уз и Ь относятся к соответственно обозначенным на чертеже элементам. При этом исключается перенасыщение составного транзисторапри малых токах нагрузки, что позволяет увеличить быстродействие при выключении и уменьшить суммарные тепловые потери в ключе.оВеличина тока 1 определяется при минимальном токе нагрузки Для обеспечения экономического режима работы (малых суммарных тепловых потерь) ключа необходимо, чтобы прямое напряжение диода 8 превышало напряжение база - эмиттер транзистора 2, что достигается применением диода 8 с большим прямым напряжением или последовательным включением двух диодов (пунктир на чертеже).30При поступлении сигнала "1" на входную шину 24 запираются транзисторы 2, 6 и 7, включается транзистор 5, и отрицательным напряжением на эмиттерном переходе отключается 35 составной транзистор 1. Ключ пере,ходит в запертое состояние,КПД и быстродействие предлагаемого транзисторного ключа вышее, чем у известных за счет уменьшения степени насыщения составного транзистора при уменьшении тока нагрузки,45Формула иэ обретения 1, Транзисторный ключ, содержащий составной транзистор, первый, второй и третий транзисторы, тип проводимости которых соответствует типу про 50 водимости составного транзистора, четвертый, пятый и шестой транзисторы другого типапроводимости, первый диод, датчик тока и девять резисторов, первый выход составного транзистора соединен с первой выходной шиной и через первый диод с первым выводом первого резистора и базой первого транзистора, эмиттер которого подключен к входу составного транзистора и эмиттеру четвертого транзистора, коллектор которого через второй резистор соединен с первой шиной источника питания, а база подключена к базе первого транзистора, коллектор которого через третий резистор соединен с второй шиной источника питания и первыми выводами четвертого, пятого и шестого резисторов, второй выход составного транзистора подключен к общей шине и через датчик тока к второй выходной шине и первому выводу седьмого резистора, второй выход которого соединен с первым выводом восьмого резистора и эмиттером второго транзистора, база которого подключена к базе и коллектору третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, второй вывод пятого резистора подключен к эмиттеру пятого транзистора, база которого соединена с базой и коллектором шестого транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу шестого резистора, первый вывод девятого резистора соединен с входной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и быстродействия, второй вывод первого резистора подключен к первой шине источника питания и второму выводу восьмого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с коллектором третьего транзистора, база четвертого транзистора подключена к коллектору пятого транзистора, коллектор второго транзистора соединен с коллектором шестого транзистора и вторым выводом девятого резистора.2, Ключ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что составной транзистор содержит седьмой и восьмой транзисторы, второй диод, десятый и одиннадцатый резисторы, коллекторы седьмого и восьмого транзисторов соединены с первым выходом составного транзистора, вход которого подключен к базе седьмого транзистора и через десятый резистор и второй диод, которые соединены параллельно, к первому выводу одиннадцатого резистора, эмиттеру седьмого транзистора и базе восьмого транзистора, эмиттер которого сОединен с вторым выводом одиннадцатого резистора и вторым вы" ходом составного транзистора.