Транзисторный ключ

(51) 5 Н 03 К 17/60 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСИО ключ содержит выхо база-эмиттерныйГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОТКРцтипРи Гкнт сссР(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов устройствах коммутации. Цель - повьппение надежности транзисторногоключа путем уменьшения времени пере 11 Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов устройствах коммутации систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.Целью изобретения является повышение надежности транзисторного ключа путем уменьшения времени переключения выходного транзистора,На фиг. 1 (а,б) приведена электрическая схема транзистор.ного ключа;на Фиг. 2 - диаграммы токов и напряженийна элементах транзисторногоключа.Транзисторный дной транзистор 1,2ключения выходного транзистора. Транзисторный ключ содержит выходной транзистор 1, базо-эмиттеркый переход которого шунтирован резистором 2 и защитным диодом 3, первый и второй предварительные транзисторы 4 и 5, а также резисторы б, 8 и 9 и конденсатор 7. При отпирании первого и второго предварительных транзисторов 4 и 5 происходит форсированное отпирание выходного транзистора 1 постоянным током через резистор 6 и импульсным током через цепь из конденсатора 7 и резистора 8. При запирании предварительных транзисторов 4 и 5 происходит снижение до нуля то - ка через резистор 6 и форсированное запирание выходного транзистора 1 запирающим смещением за счет энергии, накопленной в конденсаторе 7 через резисторы 8 и 9. 2 ил. переход которого шунтирован первымрезистором 2 и защитным диодом 3, 4"фпервый 4 и второй 5 предварительнше411 фтранзисторы, тип проводимости которЬх, РзРпротивоположен типу проводимостивыходного транзистора 1, база которого соединена через третий резистор6 с коллектором второго предварительного транзистора 5 и через кон- фрденсатор 7 и четвертый резистор 8с коллектором первого предварительного транзистора 4, соединенного черезвторой резистор 9 с первым входнымвыводомТранзисторный ключ работает следующим образом.Допустим, что до момента временисигнал управления 10 бып отпираю-,щим. Предварительные транзисторы 4и 5 и выходной транзистор 1 открыты.Напряжение 11 эмиттер-коллектор, выходного транзистора 1 равно напряжению насыщения эмиттер-коллектор.Через выходной транзистор 1 протекает ток 12, величина которого определяется сопротивлением нагрузки,которая подключается между коллектором выходного транзистора и вторымвходным выводом,Падение напряжения на резисторе9 равно входному напряжению 13 завычетом напряжения насыщения эмиттер-коллектор транзистора , а напря.жение 14 эмиттер-база выходного транзистора равно напряжению насьпценияэмиттер-базового перехода.Пусть в момент времени й 1 изменяется полярность сигнала управления10, предварительные транзисторы 4и 5 закрываются, цепь для протеканиябазового тока выходного транзистораначинает прерываться, что приводитк уменьшению отрицательного напряжения Б выходного транзистора (см.Фиг, 2, напряжение 14), Одновременнонапряжение на коллекторе трацэистора4 начинает увеличиваться, что приводит к перезаряду конденсатора 7.Вследствие того, что напряжение наобкладках конденсатораскачком измениться не может, на базовый выводвыходного транзистора 1 начинает поступать запирающее напряжение 14.В момент временивыходной транзисйтор 1 начинает закрываться (см.Фиг, 2, напряжение 11). К моменту40времени С начинает уменьшаться ток,протекающий через выходной транзистор 1 (см, Фиг, 2 ток 12) . К моменту времени 1 выходной транзисторполностью закрывается. Конденсатор.7 заканчивает перезаряжаться к моменту времени , к этому времени напряжение на коллекторе транзистора 4становится равным напряжению на .первом входном выводе, а напряжение 50на базо-эмиттерном переходе транзистора 1 становится равным нуто. Таким образом, за счет перезаряда конденсатора , который осуществляетсячерез резисторы 8 и 9 при закрывании 55транзистора 4, на базовый вывод вы ходного транзистора 1 поступает импульс запирающего напряжения, который ускоряет запираиие транзистора 1,и уменьшает Фронт нарастания напряжения эмиттер-коллектор (см. Фиг, 2, напряжение 11) и Фронт спада тока (см. Фиг. 2, ток 12), т,е. уменьшает время закрывания выходного транзистора 1. Постоянная времени дифференциальной цепочки (конденсатор 7 - резисторы 8 и 9), формирующей запирающий импульс на базовый вывод выходного транзистора 1, должна выбираться минимально возможной (исходя из характеристик применяемых элементов), что обеспечит ее наиболее эффективное действие, Защитный диод 3 обеспечивает ограничение величины запирающего напряжения и тем самым предохраняет база-эмиттерный переход выходного транзистора 1 от пробоя.Пусть в момент времени 16 сигнал управления, снова сменил знак. Предварительные транзисторы 4 и 5 открываются и создают через резистор 6 цепь для протекания базового тока выходного транзистора 1, Одновременно конденсатор 7 начинает перезаряжаться, в результате чего создается дополнительная цепь для протекания тока выходного транзистора 1 через конденсатор 7, резистор 8 и транзистор 4. За счет форсировки величины базового тока выходного транзистора 1 ускоряется процесс включения выходного транзистора 1 (см, фиг, 2, напряжение 11). Фронт нарастания тока (см. Фиг. 2, ток 12) при включении выходного транзистора 1 определяется только постоянной времени цепи нагруз ки.Резистор 8 осуществляет ограничение величины дополнительного базового тока выходного транзистора 1 при его включении. Таким образом, эа счет. приложения к база-эмиттерному переходу выходного транзистора 1 импульса запирающего напряжения уменьшафтся время закрывания, а за счет создания форсированного базового тока выходного транзистора 1, при его открывании, уменьшается время открывания выходного транзистора 1формула изобретенияТранзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, коллектор кото рого присоединен к выходному выводу, эмиттер - к первому входному выводу., а базо-эмиттерный переход шунтирован первым резистором, первый и второйпредварительные транзисторы, тип про=водимости которых противоположен типу проводимости выходного транзистора, подключенные эмиттерами к второ-му входному выводу, коллектор первого предварительного транзисторасоединен через второй резистор спервым входным выводом, а база подключена к входу управления устройства, третий резистор и конденсатор,подключенный первым выводом к базевыходного транзистора, и четвертыйрезистор, о т л и ч а ю щ и й с я 4372 6тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения времени переключ ения выходного тра нзистора, введензащитный диод, присоединенный параллельно базо-эмиттерному переходувыходного транзистора, при этом второй вывод третьего резистора подключен к коллектору второго транзистора, база которого объединена с базойпервого предварительного транзистора,коллектор которого соединен черезчетвертый резистор с вторым выводомконденсатора.1 б 44372 Составитель В.ЕжовРедактор М.Кузнецова Техред М.Дндык ррек Зака изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,агари 67 Тираж 479 Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5