Транзисторный ключ

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИСПУБЛИН 119) И 1) 1) 4 Н 03 К 17/6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ыи институ Владимирти роГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский авиационним. Серго Орджоникидзе иский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР 1129735, кл. Н 03 К 17/60, 1984Электронная техника в автоматике,/Под ред, Ю.И,Конева, М.: Радии связь, вып. 15, 1984, с. 18 1-,рис, 2,(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силового ключа в пре образовательных устройствах различного назначения. Цель изобретения. - повышение КПД транзисторного ключа за счет поддержания напряжения коллектор-эмиттер открытого транзистора пропорциональным току через ключ с начальным смещением. Устройство содержит семь транзисторов 1-7 одногопа проводимости и пять транзистов 8-12 другого типа проводимости,1283957 ственно с базой и эмиттером восьмого транзистора 8, коллектор которогочерез восьмой резистор 22 подключен к второй шине 36 источника пита 5 ния и первому выводу,цевятого резистора 23, база четвертого транзисторачерез десятый резистор 24 соединена с коллектором девятого трачзистора 9, база которого подключена10к второму выводу седьмого резистора21, коллектор пятого транзистора 5соединен с первым выводом одиннадцатого резистора 25 и базой шестого15транзистора 6, эмиттер которого подключен к первому выводу двенадцатого резистора 26, второй вывод пятого резистора 19 соединен с эмиттером десятого транзистора 10, базаи коллектор которого подключены к20базе одиннадцатого транзистора 11,эмиттер которого соединен с вторымвыводом шестого резистора 20, базадвенадцатого транзистора 12 подключена к первому выводу тринадцатогорезистора 27, база первого транзистора 1 соединена с эмиттером четвертого транзистора 4, база которогоподключена к второму выводу девято 30,го резистора 23 и эмиттеру седьмоготранзистора 7, база которого соединена с коллектором девятого транзистора 9, а коллектор подключен квторым выводам одиннаццатого 25 итринадцатого 27 резисторов, первойшине 35 источника питания и через35, четырнадцатый резистор 28 к эмиттерудвенадцатого транзистора 12 и эмиттеру девятого транзистора 9, база40которого соединена с коллекторомодиннадцатого транзистора 11 и черезвторой диод 14 с коллектором шестого транзистора 6, база которогоподключена к входной шине 31,второ 45му выводу первого диода 13 и базепятого транзистора 5, эмиттер котоно в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения.Цель изобретения - повьшение КПД транзисторного ключа за счет поддерживания напряжения коллектор-эмиттер открытого выходного транзистора пропорциональным току через ключ 6 с начальным смещением.На чертеже представлена схема транзисторного ключа.Транзисторный ключ содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6 и седьмой 7 транзисторы одного типа проводимости, восьмой 8, девятый 9, десятый 10, одиннадцатый 11 и двенадцатый 12 транзисторы другого типа проводимости, первый 13 и второй 14 диоды,пятнадцать резисторов 15-29, датчик 30 тока и входную шину 3 1, причем коллектор первого транзистора 1 соединен с первым выводом первого диода 13 и первой выходной шиной 32, а эмиттер соедицен с первым выводами первого 15 и второго 16 резисторов, общей шиной 33 и первым выводом датчика 30 тока, второй вывод которого подключен к второй выходной шине 34 и через третий резистор 17 к эмиттеру второго транзистора 2, база которого соединена с коллектором и базой третьего транзистора 3, эмиттер которого подключен к общей шине 33, второй вывод первого резистора 15 соединен с базой первого транзистора 1, коллектор четвертого транзистора 4 через четвертый резистор 18 подключен к первой шине 35 источцика питания и первым выводам пятого 19, шестого 20 и седьмого 21 резисторов, базы и эмнттер четвертого транзистора 4 соединены соответдатчик 30 тока, два диода 13, 14 ипятнадцать резисторов, Введение новых взаимосвязей между элементами,а именно подключение базы транзистора 9, который совместно с транзистоИзобретение относится к импульсной технике и может быть использоваром 12 образует дифференциальный каскад, к коллектору транзистора 6 позволяет повысить КПД при изменении тока нагрузки в широком диапазоне. 1 ил.рого соединен с вторым выводом второго резистора 16, первый вывод которого подключен к второму выводудвенадцатого резистора 26 и коллектору двенадцатого транзистора 12,база которого через пятнадцатый резистор 29 соединена с базой второготранзистора 2, коллектор которогоподключен к коллектору десятоготранзистора 10,Транзисторный ключ работает следующим образом.При сигнале "0" на входной шине31 (входная шина 31 замкнута на общую шину 33; транзистор, показанныйпунктиром на чертеже, без позиционного обозначения насьпцен) запертытранзисторы 2, 4, 6, 7, 9, 11, транзисторы 8 и 12 открыты, выходнойтранзистор 1 заперт отрицательнымнапряжением на эмиттерном переходе.Ключ разомкнут.При отключении входной шины 31(запирание транзистора без позиционного обозначения на чертеже, показанного пунктиром) открываетсятранзистор 6, что приводит к отпиранию транзисторов 9 и 7. Запирается транзистор 8, транзистор 4 открывается и обеспечивает форсированноевключение выходного транзистора 1.Ток нагрузки протекает по цепи:выходная шина 32 - цепь коллекторэмиттер выходного транзистора 1датчик тока 30 - выходная шина 34,Ключ переходит в открытое состояние.При этом на первый вход дифференциального каскада, образованноготранзисторами 12 и 9 (транзистор 12)поступает фиксированное опорноенапряжение, равное Й - Бь 9) г,. на первой шине 35 источника питания; Б и В. - напряжение базаэмиттер и сопротивление резистора.Здесь и в дальнейшем изложениицифровые индексы при О,1 и К относятся к соответственно обозначенным элементам на чертеже,На второй вход дифференциальногокаскада (транзистор 9) поступаетнапряжение, пропорциональное разности напряжения кдллектор-эмиттер выходного транзистора 1 Бк 9 и напряжения, пропорционального току черезключ (коллекторному току выходноготранзистора 1 1 к )(Бкз 1Кзо9 Н 7 2 о) Н 2 Н 26При этом во всем диапазоне тока нагрузки напряжение коллектор-эмйттер выходного транзистора 1 поддерживается равным кэ+ 3 о 269 к Н кКг 1 к П 2 о Прямое напряжение раздего первого диода 13 компеннапряжением на эмиттерном ительно ируетсяереходеит дляанзистотранзистора 5, диод 14 служсоздания рабочего режима т ра 9. Коэффициен зоне тока нагК в рабоч узки численн ыходному соп м диапаравен отивлениотстаточном транзистора ккэ оск личину коэффициента К, больние оказывает величина напряпервой шине 35 источника Б, при этом с увеличением ия Б коэффициент К, возрася напряжения У = 5 - 9 В комендовать К = О, 15При использовании в качестве На в шое влиения тани напряжтает. ожно р ,25 В. ыходно о двухкаскадног ора (СТ) коэфф ется выражением оставногоент К нзи предел ст сторноготранзисерживания р открыто- опорцио- ачальным а изобретенияорный ключ, содержащийрой, третий, четвертый,пяФормул нэ ервый, бзфгде У , - минимальное напряжение база-эмиттер выходного транзистора.4 При поступлении сигнала "0" навходную шину 3 1 запирается транзистор 6, транзисторы 9,7 и 4 тоже зап раются, включается транзистор 8 и о рицательным напряжением на эмиттер ном переходе отключается выходнойтранзистор 1, Ключ переходит в запе тое состояние.КПД предлагаемого транзиключа вьппе, чем у известных50 торных ключей за счет подднапряжения коллектор-эмиттего выходного транзистора прнальным.току через ключ с нсмещением при изменении тока нагруз 55 ки в широком диапазоне.Заказ 7450/57 тираж ЯЯ 9 ПодписноеБНИИПИ Государстьецного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Е, Раушская наб., д. Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухсгород, ул, Проектная, 4 тый, шестой и седьмой транзисторы одного типа проводимости, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый транзисторы другого типапроводимости, первый и второй диоды, пятнадцать резисторов, датчиктока и входную шину, коллектор первого транзистора соединен с первымвыводом первого диода и первой выходной шиной, а эмиттер соединен с 10первыми выводами первого и второгорезисторов, общей шиной и первым выводом датчика тока, второй выводкоторого подключен к второй выходнойшине и через третий резистор к 15эмиттеру второго транзистора, базакоторого соединена с колцектором ибазой третьего транзистора, эмиттеркоторого подключец к общей шине, второй вывод первого резистора соединен 20с базой первого транзистора, коллектор четвертого транзистора черезчетвертый резистор подключен к первой шине источника питанич и первымвыводам пятого, шестого и седьмогорезисторов, база и эмиттер четверто-.го транзистора соединены соответственно с базой и эмиттером восьмоготранзистора, коллектор которого через восьмой резистор подключен к 30второй дане источника питания и первому выводу девятого резистора, база.четвертого транзистора через десятыйрезистор соединена с коллектором девятого транзистора, база которого 35подключена к второму выводу седьмогорезистора, коллектор пятого транзистора соединен с первым выводом оциннадцатого резистора и базой дестоготранзистора, эмиттер которого подклю О чец к первому выводу двенадцатого резистора, второй вывод пятого резистора соединен с эмиттером десятоготранзистора, база и коллектор которого подключены к базе одиннадцатоготранзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого резистора, база двенадцатого транзистораподключена к первому выводу тринадцатого резистора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД,база первого транзистора соединенас эмиттером четвертого транзистора,база которого подключена к второмувыводу девятого резистора и эмиттеру,седьмого транзистора, база которогосоединена с коллектором девятоготранзистора, а коллектор подключенк торым вь:,водам одиннадцатого и тринадцатого резисторов, первой шине источника питания через четьгрцадцатыйрезистор к эмиттеру двенадцатоготранзистора и эмиттеру девятого транзистора,база которого соединена сколлектором одиннадцатого транзистора и через второй диод с коллекторомшестого транзистора, база которогоподключена к входной шине, второму выводу первого диода и базепятого транзистора., эмиттер которого соединен с вторым выводомвторого резистора, первый выводкоторого подключен к второму выводу двенадцатого резистора иколлектору двенадцатого транзистора, база которого через пятнадцатый резистор соединена с базой второго транзистора, коллектор которого подключен к коллектору десятоготранзистора.