Транзисторный ключ

)5 Н 03 К 17/ ОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии ьство СССР7/60,30.09.87(54) ТРАНЗИС (57) Изобрет технике, а им ройствам упр матических с 0 РНИИ КЛРЗЧние относится к эленно к электроннымвления элементами тро стточ стем и вт ых ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЛМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ(56) Авторское свидетелБф 1476604, кл, Н 03 К 11547054 ников питания. Силовой выходной транзистор содержит катод 3 обратной связи, резистивный шунт 4, входной транзистор 6, шунтирующие резисторы 7,10, токостабилизирующие транзисторы9, 8, 11, резисторы 12, 13, 1 6, 17,18, 22, источник 14 питания, токоограничительный диод 15, управляющийвход 19, полевой транзистор 20, конденсатор 21. Введение силового полевого транзистора 23, резисторов 24,25 и конденсатора 26 позволяет ускорить включение силового выходноготранзистора, а также ускорить и еговыключение, что приводит к общему повышению быстродействия транзисторногоключа. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, а именно к электронным устройствам управления элементами автоматических систем и вторичных источников питания,Цель изобретения - повышение бьстродейс тв ия т ран з ис то рног о ключ а,На чертеже изображена электрическая схема транзисторного ключа.,Транзисторный ключ содержит вь 1 ходной силовой транзистор 1, выходную,клемму 2, коллектор транзистора 1соедпен с катодом диода 3 обратнойсвязи, а эмиттер транзистора 1 черезрезистор 4 соединен с минусовой шиной источника питания и выходной,клеммой 5. База силовс го выходноготранзистора 1 соединена с змиттеромвходного транзистора 6 и через первый резистор 7 - с минусовой шинойисточника питания. База транзистора6 соединена с анодом диода 3 обратной связи, коллекторами токостабипи. зируюцих транзисторов 8 и 9 и через 7 свторой резистор 19 - с минусовой шиной источника питания, Эмиттер транзистора 8 соединен с базой транзистора 11 и базоГ. транзистора 9, базаэмиттерный переход которого шунтирован резистором 12, а эмиттер ч:ерезрезистор 13 соединен с плюсовой шинойисточника питания 14 и через токоог -раничительный диод 15 - с коллектс ромтранзистора б в цепи питания которо 35го вк.тпочен резистивный делитель, состоящий из резисторов 16 и 17, точкасоединения которых подключена к эмиттеру транзистора 11, коллектор которого соединен с базой транзистора 8 ичерез резистор 18 - с управляющимвходом 19. Сток полевого транзистора20 с р-п.-переходом соединен с базойсилового выходного транзистора 1 затвор через конденсатор 21 соединен свходом 1 9 управления и через резистор 22 - с истокоми минусовой шинойисточника питани. Исток силового полевого транзистора 23 соединен с коллектором силового выходного транзистора 1, сток его соединен с выходнойклеммой 2, а затвор через резистор24 - с резистором 25, который подключен к плюсовой шине 14 питания, иконденсатором 26,который подкгпочен кминусовой шине 27 питания. Транзисторный ктпоч работает следующим образом При наличии сигнала логической "1" на входе 19 силовой транзистор закрыт, При этом дополнительный конденсатор 26 заряжен до величины напряжения источника питания, Зтот же потенциал приложен к затвору силового полевого транзистора 23. Так как истоковая цепь оборвана, а к стоку приложено полное напряжение нагрузки, то на истоке устанавливается напряжение отсечки силового полевого транзистора 23 и он закрыт. При подаче на вход 1 9 логического0" силовой транзистор открывается, при этом к истоку транзистора 23 прикладывается остаточное напряжение с коллектора. силового транзистора 1, которое меньше, чем напряжение на конденсаторе 26. Под действием этого напряжения р-и-переход полевого транзистора 23 смепается в прямом направлении и через него протекает ток, определяемый величиной резистора 24, Силовой полевой транзистор 23 открь;вается и его емкость сток-затвор через открывшийся канал сток-исток разряжается.Ток разряда протекает через резистор 24 и конденсатор 26, разряжая его. Выбирая величину вспомогательного конценсатора такой, чтобы напряжение на нем после разряда совпало с напряжением делителя на резисторах 24 и 25 в установившемся режиме, можно добиться минимального времени пе" реходного процесса включения, т,е, готовности силового транзисторного ключа,к выключению. Так как ток через резисторы 24 и 25 в установившемся режиме много меньше тока нагрузки, то он не оказывает влияния на работусхемы управления силовым транзисторома малое выходное сопротивление силового полевого транзистора 23 улучшает устойчивость ее работы,о При наличии сигнала логической "1" Ш = П) на входе 19 транзисторы 8 и 9 закрыты, транзистор 6 также за" крыт, следовательно, закрыт и силовойтранзистор 1, Потребление тока по цепи питания отсутствует, что позволяет испольэовать транзисторный ключ в режимах плавного нарастания напряжения питания,При подаче на вход 19 логического нО" (П ор = О) по цепи базы транзистора 8 через резистор 18 протекает ток. Падение напряжения на резисторах 12 и 13 ат эмиттерного тока транЗаказ 84/90 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 5 1эистора 8 открывает транзистор 11,замыкается отрицательная обратнаясвязь и транзистор 8 выходит на режим стабилизации тока, так как приувеличении тока эмиттера транзистора8 увеличивается падение напряженияна резисторах 12 и 13, что вызываетдополнительное .открывание транзистора 11, который уменьшает ток базытранзистора 8. Под действием токаколлектора транзистора 8 на резисторе 1 0 появляется падение напряжения,которое открывает транзистор 6, Падение напряжения на резисторе 16 оттока коллектора транзистора 6 уменьшает ток коллектора транзистора 11,.при этом транзистор 8 дополнительнооткрывается и падение напряжения нарезисторе 12 увеличивается, что ещебольше открывает транзистор 9 и, какследствие, транзистор 6. Процесс увеличения тока коллектора транзистора9, а следовательно, и транзистора 6будет продолжаться до тех пор, покане откроется диод 3, что произойдетпри условии, что напряжение на коллекторе силового транзистора 1 будетменьше напряжения на базе транзистора б на величину падения" напряженияна диоде 3, после чего увеличение тока коллектора транзистора 9 не будетвызывать увеличение тока транзистора 6, Схема придет к установившемусярежиму,В случае, если диод 3 не откроется, то при достижении максимальноготока коллектора транзистора б, напряжение на резисторе 17 станет больше,чем напряжение на диоде 15, диод .15откроется и дальнейшее увеличение тока коллектора транзистора 9 прекратится. Схема придет к другому устанЬвившемуся режиму.С приходом на вход 19 сигнала логической "1" закрываются транзисторы8 9 и 6, силовой транзистор 1 запирается, цепь истока силового полевого 547054 6транзистора 23 обрывается, он запирается, а вспомогательный конденсатор26 током заряда емкости сток-затвортранзистора 23 заряжается до исходно 5го значения напряжения,Так как напряжение отсечки силового полевого транзистора 23 много меньше напряжения нагрузки 1,напряжения настоке транзистора 23), а к силовомутранзистору 1 прикладывается толькоэто напряжение, то появляется возможность выбрать его более низковольтным, а следовательно, более быстродействующим. Так как быстродействиетранзисторного ключа определяет быстродействие именно биполярного силового транзистора, то появляется возможность увеличить быстродействие всего20 транзисторного ключа.Кроме того, наличие прямого токачерез р-и-переход силового полевоготранзистора уменьшается (по сравнению со схемой с заземленным затвором)25 сопротивление канала сток-исток, чтоприводит к уменьшению остаточного падения напряжения на ключе в целом,30Транзисторный ключ по авт. св.9 1476604, о.т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены силовой полевой транзистор с р-п-переходом, дополнительный конденсатор, пятый ишестой резисторы, причем исток силового полевого транзистора соединенс коллектором выходного сипового 40 транзистора затвор черезпятыйрезистор соединен с первыми выводамишестого резистора и дополнительногоконденсатора, вторые выводы которыхсоединены соответственно с плюсовойи минусовой шинами источника питания,а сток силового полевого транзистора