Транзисторный ключ

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК13580 19) 8 03 К 17 б 51 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВ 7/24-21 етельство СС К 17/60, 197 .ИмпульсныеМ.: Связь,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-производственное объкение космических исследований(56) Авторское свид СУ 480347, кл. Н 03 2Гольденберг Л.М, ицифровые устройства 1с.115, рис.2.32,(54) ТРАНЭИСТОРНй(57) Изобретение может быть использовано в устройствах усиления, преобразования и передачи импульсныхсигналов. Транзисторный ключ содержит выходной транзистор 1, КС-цепь,выполненную на конденсаторе 2 и резисторе 3, генератор 4 управляющегонапряжения, выполненный на двух транзисторах 5 и 6 противоположного типапроводимости, резистор 7, диод 8,входную шину (Ш) 9, И 1 1 О питания, обшую Ш 11, выходную Ш 12. Изобретениеповышает точность сохранения на выходной шине скважности входных импульсов,ил.358085 С учетом (1) можно считать, чтоискажение длительности дТ импульсапрактически полностью определяетсяполученной величиной задержки выключения,дТ = Т пы - Твм О, 15 0,гДе Твыи Т э- Длительности выхоДного и входного импульса соответственно.Для уменьшения величины з Т, т.е.Яъ+ Яозначения 1 п - в в в , необходимо увеЯ + 1личивать значение Я и, следовательно, величину Я,. Однако, с увеличением коэффициента насыщения ухудшается быстродействие ключа.Недостатком такого транзисторогоключа является то, что коэффициент45 насьпцения Я, во всех случаях приходится выбирать из компромиссных соображений, исходя из конкретной задачи, и практически невозможно вы, ПОЛНЕНИЕ раВЕНСтВа В Н ЭВЫкл50,Цель . изобретения - повышение точности сохранения на выходной шинескважности входных импульсов.На чертеже представлена электрическая схема транзисторного ключа.Устройство содержит выходной транзистор 1, последовательную КС-цепь,выполненную на конденсаторе 2 и резисторе 3, генератор 4 управляющегонапряжения, выполненный по двухтакт(4) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах усиления, преобразования и передачи импульсных сиг 5налов,Наиболее близким к предлагаемомуустройству по технической сущностиявляегся транзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, включен Оный по схеме с общим эмиттером, базакоторого через ускоряющую резистивноемкостную цепочку, содержащую параллельно соединенные резистор К и емкость С, соединена с выходом генератора управляющего напряжения и через второй резистор - с источникомбазового смещения 2 . Длительностипереходных процессов в указанном транзисторном ключе при подаче на вход 20импульса прямоугольной Формы определяются (в приближении примерного равенства постоянных времени транзистора при включении и выключении) следующим образом 25"э,вкл время задержки вкл чебх Вх входные емкость и сопр,тивлениетранзистора;= (В+1) в постоянн времени транзистора;- время жизни неосновныхЫносителей в объеме базы.й " время включения транзисф.отора;Я - степень насьпцения базыпри включенииС - время задержки выключеЭ выклния;1 - время выключения транф.1зистора;Я - степень насьпцения базыок моменту окончания импульса;ЯЭ - ОтнсшенИЕ мОдуля амПлИтуды запирающего тока кнасьпцаемому току базы;В - интегральный коэффициентпередачи тока базы.Первое условие сохранения Формыимпульсаф,- й ф,из сравнения (2)и (4) дает соотношениеЯ; Я о - 1, (5) Второе условие сохранения формыимпульса (сохранение плоской вершиныв течение длительности действия входного импульса) требует поддержки выходного коммутирующего ключа в насыщенном состоянии в течение всего времени действия входного импульса. Из,этого условия следует (с учетом разброса значения р- коэффициента передачи тока базы), что степень насыщения базы к моменту окончания импульса должна быть по крайней мерене меньше 2,Я,7 г 2, (6)Учитывая, что эффективность дейст"вия ускоряющей емкости резко снижается уже с Я в Ъ ЗЯ , можно принятьЯ=2 Я дб.ооПри этих значениях степени насьпцения базы, определенной по формуле85 4 3 13580ной схеме эмиттерного повторителя надвух транзисторах 5 и 6 противоположного" типа проводимости, резистор7, диод 8, входную шину 9, шину 10питания, общую 11 и выходную 12 шины. 5Вход генератора 4 соединен с входнойшиной 9, первый силовой вывод генератора 4 - с шиной 10 питания, второйсиловой вывод - с общей шиной 11, авыход через резистор 7 - с базой Отранзистора 1. Первый вывод конденсатора 2 соединен с выходом генератора 4, первый вывод резистора 3 - собщей шиной 11, анод диода 8 - с базой транзистора 1, а катод - со средней точкой КС-цепи. Транзистор 1включен по схеме с общим эмиттером,коллектор которого соединен с выходной шиной 12 устройства.Транзисторный ключ работает следующим образом,В исходном состоянии, когда напряжение на шине 9 равно нулю, транзистор 6 открыт и шунтирует через резистор 7 переход база - эмиттер транзис тора 1, Транзистор 1 закрыт, Конденсатор 2 разряжен, Транзистор 5 закрытПри поступлении на шину 9 положи.тельного импульса запирается транзистор 6, а транзистор 5 отпирается.Напряжение на выходе генератора 4 интегрируется цепью, образованной выходным сопротивлением транзистора 5К , ь, конденсатором 2 и резистором 353. В результате на резисторе 7 возникает экспоненциально возрастающеенапряжение с постоянной времени.К вых+ К) С й (8)Это напряжение вызывает появление 40открывающего базового тока транзистора 1 с задержкой, возникающей вследствие интегрирования экспоненциальновозрастающего напряжения цепочкой,составленной резистором 7 и входной 45емкостью Странзистора 1. 50 так как позволяет исключить специальные цепи симметрирования с целью устранения сквозных коммутационных токов в выходных транзис 1 сФах. С ь (9)В результате возникает задержка включения транзистора 1, равная-Д + ", (о)с. вкл. "йСтепень же насыщения базы транзистора 1 при включении 8 определяется в основном величиной резистора 7, так как диод 8 во время включения транзистора 1 запирается положительным напряжением на резисторе 3,возникающим при протекании зарядного тока через конденсатор 2.В течение длительности действия входного импульса в процессе заряда конденсатора 2 напряжение на резисторе 3 снижается; диод 8 открывается и частично шунтирует переход база - эмиттер транзистора 1, Тем самым обеспечивается необходимая степень насыщения Б к моменту выключения транзистора 1, величина которой определяется при открытом диоде отношением К/К сопротивлений резисторов 7 и 3 соответственно.. По окончании действия входного импульса, т.е, по спаду входного импульса, открывается транзистор 6, в результате чего конденсатор 2 разряжается запирающим током базы транзистора 1, величина которого определяется малым сопротивлением цепочки диод 8 - конденсатор 2 - переход эмиттер - коллектор открытого транзистора 6.Амплитуда запирающего тока базы транзистора 1, характеризуемая величиной Б , зависит от величины емкости конденсатора 2 и сопротивления резистора 3.Как видно из формулы (1 О), величина 1 может регулироваться изменеь, вклнием величины конденсатора 2, при этом с увеличением значения емкости конденсатора 2 значение с увелиз.ькл чивается. В то же время увеличение емкости конденсатора 2 эквивалентно уменьшению дифференциального сопротивления цепи протекания тока базы транзистора 1, т.е. уменьшению с Следовательно, существует такая величина конденсатора 2, при которой можно установить равенство ь ь и "ь. ьыклВеличина же резистора 7, входящая в формулу (1 О) через, весьма незначительно влияет на величину С ь, ввиду малой величины входной емкости С бтранзистора.Таким образом, в предлагаемой схеме транзисторного ключа сохраняется скважность входного импульса. Применение предлагаемого ключа особенно эффективно в двухтактных усилителях,работающих на индуктивную нагрузку,Заказ 6008/56 Тираж 900 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская.наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 ЬФормула изобретенияТранзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, который включен по схеме с общим эмиттером, КС"цепь и генератор управляющего напряжения, вход которого соединен с входной шиной ключа., первый силовой вывод - с шиной питания, второй силовой вывод - с общей шиной, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности сохранения на выходной шине скважности входных импульсов, введены резистор и диод, а генератор управляющего напряжения выполнен по 3580856двухтактной схеме эмиттерного повторителя на двух транзисторах противоположного типа проводимости, выходгенератора управляющего напряжениясоединен через резистор с базой выходного транзистора, конденсатор ирезистор КС-цепи соединены последовательно, первый вывод конденсатора 10КС-цепи соединен с выходом генератора управляющего напряжения, первыйвывод резистора КС-цепи соединен собщей шиной, катод диода соединен сосредней точкой КС-цепи, а анод - сбазой выходного транзистора.