Транзисторный ключ

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцкалкстнческихреспубики и 94 ОЗОЗ Дополнительное к авт. саид-ву влено 17.12.80 (21) 3219625(51) М 03 К 1,7/6 присоединением заявки М Ъвударстаанный комитет 3) Приоритет Опубликовано 30. Дата опубликовани СССРдвлам изобретений н открытий 06.82. Бюллетень,% 2 я описания 03.07.82 53) УДК 621.374, ,335 (088.8(72) Авторы изобретеии Б с Машуков и сяннико Московский ордена Пенина и ордена Октябрьской-Ревощоций авиационный институт им, Серго Орджоникидзе(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ Изобретение относится к электротех-нике и может быть использовано в преобразователях и кшочевых усилителяхмощности для управления силовыми транзисторами, работакицими на нелинейную5нагрузку,Известен транзисторный кшоч, выполненный на двух ранзисторах в цепиколлекторов которых включен диод дляулучшения нагрузочкой способности приработе на нелинейную нагрузку .1.Недостатком транзисторного ключаявляется низкая нагрузочная способность,вызванная ограниченным усилением выходного транзистора по току, что снижает область его применения в устройствах автоматики.Известен также транзисторный ключ,содержащий входной и выходной транзисторы И- р- И провсдимости, у которыхмежду коллекторами включен источникнапряжения смещения, а база выходноготранзистора соединена с эмиттером вхсдного транзистора 23Недостатком известного устройстваявляется перегрузка по мощности источника напряжения смещения при питаниинелинейной нагрузки, так как для удержания выходного транзистора в режименасьццения от источника напряжениясмещения потребляется большой ток. Указанный недостаток снижает функциональные возможности устройства при работена нелинейную нагрузку или на нагрузкуемкостного характера.Бель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет коммутации нагрузок нелинейного и емкостногохарактера,Поставленная цель, достигается тем,что в транзисторный киоч, ссдержашийвхсдной и выходной транзисторы р-р - Ировсдимости, у которйх. между коллекторами включен источник напряжения смещения, а база выходного транзисторасоединена с эмиттером вхсдного транэистора, введены согласующий транзисторр - м р проводимости, блокирующий идополнительный транзисторы И- р-И про-всдимости, датчик тока, включенный.между эмиттером выксдного транзистора иобщей шиной и резистивный делительнапряжения, включенный между базой выходного транзистора и обшей шиной, приетом средний вывод резистивного делителя напряжения соединен с базой блокирующего транзистора, коллектор которого соединен с базой входного транзи Остора, в эмиттер - с общей шиной, базадополнительного транзистора соединена,с управляющим выводом, а его коллектори эмиттер соединены с базами согласующего и входного транзисторов соответственно, причем коллекторнсь-амиттерныйпереход согласующего транзистора подключен к выводам базы и амиттера выходного транзистора.На чертеже представлена принципиальная алектрическая схема предлагаемогоключа.Транзисторный ключ состоит из выходного транзистора 1 и входного транзистора 2, соединенных по схеме состввного транзистора. В колпекторнуюцепь входного транзистора 2 включенисточник 3 напряжения смещения.Выходным выводом транзисторного.ключа является вывод 4, а общим выво- З 0дом - вывод 5. К коллекторномупереходу выходного транзистора 1 подключен. коллекторно-емиттерный переход согласующего транзистора 6, причем его коллектор соединен с базой выхсдного транзистора 1,Блокирующий транзистор 7 псдключен своим коллектором к базе вхсдноготранзистора 2, а его эмиттер соединенс общим вывсдом 5, Между базой сог-. 40лвсующего транзистора Я и базой вхсдного транзистора 2 включен коплекторноамиттерный переход дополнительного транзистора 8, причем его коллектор соединен с базой согласующего транэистора 6 Датчик, 9 тока включен между эмиттером выходного транзистора 1 и общим выводом 5. Резистивный делитель 10 напряжения включен между базой выход 50ного транзистора 1 и общим выводом 5, при этом средний вывод резистивного делителя 10 напряжения соединен с базой блокирующего транзистора 7. База дополнительного транзистора 8 соединена с управляющим вывсдом 11 транэи55 сторного ключа. Дпя обеспечения пассйв- ного запирания транзисторов перекпючвте. ля паралелльно эмиттерным переходам 3 9403 03каждого транзистора подключены резисторы (на чертеже позиционно не обозначены).Дпя управления транзисторным ключомслужит управляющий источник 12, включамемый между выводами 5 и 11 через токоограничивающий резистор 13.Между выходным 4 и общим 5 выводами включены последовательно источник14 питания и нагрузка 15.Транзисторный ключ работает следующим образом,;Для его включения к управляющемувыводу 11 подключается управляющийисточник 12. При номинальном режимевыходной транзистор 1 открыт и насыщен благодаря источнику 3 напряжениясмещения. При этом согласующий транзистор 6 закрыт, так как его эмиттерныйпереход смещен в обратном направлении,блокирующий транзистор 7 также закрыт,так как на нижнем (по чертежу) резисторе делителя 10 напряжения падение напряжения недостаточно для его отпирания,В атом режиме транзисторный ключ можно представить квк составной транзисторна элементах 1,2 и 3 с включеннымина его входе смешением в виде эмитерного перехода дополнительного транзистора 8.Коэффициент усиления транзисторногоключа определяется произведением коэффициентов усиления входного и выходноготранзисторов 1 и 2,В случае увеличения токадо величины, например 1,2-1,3 Д во столькоже раз увеличивается падение напряженияна датчике 9 тока, что изменяет соотношение напряжений на делителе 10, которое вызывает включение блокирующеготранзистора 7, который блокирует эмиттерный перехсд вхсдного транзистора 2,Последний запирается, отключая источник 3 напряжения смещения.- Одновременно включается согласую-.щий транзистор 6 через открытый ранеедополнительный транзистор 8, В этомрежиме транзисторный ключ можно представить, как составленный иэ трех транзисторов 1,6 и 8, образующих составнойтранзистор с ненасьпценными ,вйхсднымтранзистором. При этом его коэффициентусиления определяется произведениемкоэффициентов усиления трех транзисторов 8,6 и 1, в базовый ток задаетсяисточником 3 напряжения смещения, который рассчитывается для этого режима.В этом режиме транзисторный ключобеспечивает протекание пусковых токов,Транзисторный кпюч, содержащий входной и выходной транзисторы 9- р-и проводимости, у которых между коллекторами вкпючен источник напряжения смещения, а бюа выходного транзистора 5 9 превышакепих номинальное значение в несколько раз., После окончания переход ного режима из.еа уменьшения падениянапряжения,на датчике 9 тока запирает ся бпокирующий транзистор 7, вызывая соответствующее эапирание согласукипе го транзистора 6 и отпирание входного транзистора 2, который падкпючает источник 3 напряжещщ смещения,Благодаря введению средств, перестраивающих структуру перекаочатепя из составного. транзистора с насъаяенным выходным транзистором в составной с ненасышенным выходным и с бопьшим коэффициентом усийения перекпючатепа, можно повысить его эффективность и расширить 4 унхциональные возможности, При этом преимущество предпагаемого переключатепя заключается в том, что йасьпцакщий источник в переключатепе рассчитывается тощ ко на номинальный режим, что снижает его массу и габа риты, а также потребпяемую мощность,формупа изобретения 40303эсоединена с эмиттером юианого транзистора, О т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функпиональньасвоэможностей, в него введены согласующий транзистор р - и - р проводимости,блокирукзций и дополнительный транзисторы И- р-и проводимости, датчик тока,включенный между эмиттером выходноготранзистора и обшей шиной, и реэистив ный депитель напряжения, випоченщдймежду базой выходного транзистора иобщей шиной, при этом средний выводрезистивного делителя напряжения соединен с базой блокирующе о транзистора, 1% коннектор которого соединен с базойвходного транзистора, а эмиттер - собщей шиной, база папопнительного трапэистора соединена с управпякщим выводом, а его колпектор и эмиттер сещи 2 а иены с базами согпасук 1 цего и всодноготранзисторов соответственно, причемколлекторно-емиттерный переход сагпасукщего транзистора псдкпючен к выводам базы и эмиттера выходного травзи 2 э стор ееИсточники ииформациивпринятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетепьство СССРпо заявке М 2881319/21, кп. Н 03 зо. К 17 ЫО, 1980.2, Авторское свидетельство СССРЖ 570171, кл. Н 02 М 7/537 1977 еВНИИПИ Закаэ 4687/7 Тираж 959 Подписное Филиал ППП Патент,