Устройство для повышения рабочего напряжения нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением-мультитрон

(23) Приоритет оо делам нзобрет Опуб Дат он а но 15.0 юллетень Ж 1(54) МУЛЬТИТРО ляется расши тостей эа сче 1Изобретение относится к области электро. техники и электроники, в частности к высоковольтным нелинейным устройствам с высоким выходным сопротивлением.Известные современные полупроводниковые нелинейные элементы с высоким выходным сопротивлением: биполярные и полевые трап. зисторы, трабилизаторы тока (корректоры), диоды Ганна и др. имеют, как правило, допустимое рабочее напряжение не более 100 В, и1 о только у немногих специальных высоковольтных биполярных транзисторов оно достигает нескольких сот вольт (у лучших 1,52,5 кВ) 111.Высоковольтные транзисторы имеют следую 15 щие недостатки: малый коэффициент передачи тока, низкая граничная частота, высокое сопро. тивление насыщения, опасность вторичного про. боя, невозможно создать транзисторы на напряжение выше 35 кВ.МИзвестны устройства для повышения рабоче. го напряжения транзисторов в стабилизаторах напряжения, выполненные в виде цепочки после. довательно соединенных биполярных транзисторов с резистивным или резистивно-транзистор-ным делителем напряжения в базовых цепяхтранзисторов 21.Недостатком таких устройств является снижение выходного сопротивления из-эа шунтирования его делителем, Это приводит к сниженитс КПЛувеличению коэффициента обратной связи по напряжению и исключению возможности работы и режимах отсечки и насьпцения, а следовательно и в ключевом режиме. Кроме того, наличие резистивного делителя затрудняет при. менение интегральной технологии при изготовлении.Известно устройство для повышения рабо. чего напряжения нелинейных элементов с высо. ким выходным сопротивлением, содержащее диоды и группу последовательно соединенных транзисторов с йстдчниками тока в цепях управ: ляющих электродов (31.Недостатками такто устройства являются ограниченный диапазон выходного тока, исключающий режим отсечки.Целью изобретения яв рение функциональных воэмож т ра и7281203рения диапазона рабочих токов при одновременном снижении тока холостого хода и упрощении схемы,Цель достигается тем, что предлагаемоеустройство снабжено цепочкой последовательносоединеных стабилнтронов, один крайный выводкоторой соединен с общим выходным электро.дом устройства, а остальные отводы соединеныс управляющими электродами транзисторов.Устройство может содержать биполярные тран озисторы, в цепи коллекторов которых включены параллельно соединенные диоды и переходы эмиттер-база транзисторов дополнитель.ного типа проводимости, коллекторы которыхприсоединены к базам соответствующих транзисторов. Устройство может содержать нолевыетранзисторы, между затворами и истоками которых включены диоды в обратной полярности.На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - случай использования поле.вых транзисторов.Последовательно с нелинейным элементом 1(биполярным или нолевым транзистором, стаоилитроном тока и тд,) включены одинаковыеячейки 2,3,4, состоящие из транзисторов, 5,диода б и транзистора 7 обратного типа проводимости, Стабилитроны 8, 9, 10 соединеныпоследовательно в цепочку, один крайний выводкоторой является общим выходным электродомустройства, а остальные отводы соединены сбазами транзисторов 5.Рассмотрим работу устройства в случае, когда злеМенгом 1 является биполярный транзистор в режиме заданного тока базы т,е. с общим эмиттером, Когда ток базы больше границы насыщения транзистор 1 насыщен, атранзисторы 5 в ячейках 2, 3, 4 насыщенытоками коллекторов транзисторов 7, посколькусоотношение площадей переходов эмитгер-базатранзисторов 7 и диодов б выбрано так, что 40ток коллектора транзистора 7 превышает токбазы транзистора 5 на границе насыщения вовсем допустимом диапазоне токов коллекторатранзистора 5. Напряжение в режиме насьпцениятранзисторов мало, стабилнтроны 8,.9, 10заперты и не оказывают влияния на работусхемы, так как их обратные токи меньшеобратных токов транзисторов (за счет соответствующего соотношения площадей переходов),При уменьшении тока базы ниже границынасьпцения, транзистор 1 переходит в активныйрежим; и напряжечис на нем растет. Когданапряжение на транзисторе 1 приближается кнапряжению пробоя стабилитрона 8, последнийпробивается и уменьшает ток базы транзистора5 в ячейке 2, транзистор 5 переходит в активный режим и далее напряжение на транзисторе 1 остается неизменным, а напряжение натранзисторе 5 в ячейке 2 растет, пока не приб. лизится к пробойному напряжению стабилитрона 9, и т.д пока ток базы транзистора 1не снизится до нуля и начнет изменять знак,при этом транзистор 1 и все устройство пере.ходят в режим отсечки. В этом режиме почтивсе напряжение питания приложено к устрой.ству и делится между транзисторами 1 и 5благодаря стабилитронам 8, 9, О, При этомток через устройство близок к току запертоготранзистора,В случае, показанном на фиг.2, последова.тельно с нелинейным элементом включены последовательно соединенные полевые транзисторы11, 12, 13. Между затворами и истоками последних включены обратносмещенные диоды14, 15, 1 б,Работа этого устройства мало отличается отрассмотренного выше.Таким образом, предложенное устройствопозволяет повысить допустимое напряжениев о+ раз, где п - число ячеек, при сохране.нии основных параметров транзистора 1,Действие устройства с друтими нелинейны.ми элементами 1 аналогично описанному.Следовательно, предложенное устройствопреобразует низковольтный нелинейный элемент с высоким выходным сопротивлениемв высоковольтный. Например, с помощью низковольтных биполярных транзисторов можнополучить аналог высоковольтного транзистора,но с высоким коэффициентом передачи тока,высокой граничной частотой, высоким выходным сопротивлением и низким коэффициентомобрагной связи по напряжению в отличие отспециального высоковольтного транзистора,у которого эти параметры невысокие, А прииспользовании в устройстве специальных высоковольтных транзисторов, можно получитьаналог транзистора на напряжения в десяткикиловольт, у которого только граничная часто.та будет ограничена высоковольтными тран.зисторами, а остальные основные параметрыкак у транзистора 1.Устройство имеет простую схему, состоиттолько иэ активных элементов, что дает возможность его выполнения в виде микросхемы,Формула изобретения1. Устройство для повышения рабочего напряжения нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением, содержащее диоды и группу последовательно соединенных транзис. торов с источниками тока в цепях управляющих электродов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет расширения диапазона рабочих токов при одновременном снижении тока холосто.728120 Г. Корпияалева Составитель Техред Н;К, Папп едактор И. Шуби орр Тираж 956 ИПИ Государственного к делам изобретений и откр , Москва, Ж, Раушская Подписное Заказ 1137/4 митета ССч/5 3 наб., д ПП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная и го хода и упрощения схемы, оно содержит це. почку последовательно соединенных стабили.,тронов, один крайний вывод которой соединен с общим выходным электродом устройства, а остальные отводы соединены с управляющими электродами транзисторов,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно содержит биполярные транзисторы,в цепи коллекторов которых включены параллельно соединенные диоды и переходы 1 О эмиттер-база транзисторов дополнительного типа проводимости, коллекторы которых при. соелинены к базам соответствующих транзисторов. 63. Устройство по п,.1, от л и ч а ю щ ее с я тем, что оно содержит полевые транзисторы, между затворами и истоками которых включены диоды в обратной полярности. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1; Мазель Е. 3. Мощные транзисторы. М"Энергич", 1969, с. 236 266.2. Авторское свидетельство СССР Мо 145632,кл, 6 05 Е 1/56, 1961,3. Авторское свидетельство СССР по заявкеМф 2060260/07, кл. (3 05 Е 1/56, 1974 (прототип) .