Транзисторный ключ

.А.К н 1) Заяввтель 5 Й) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ электрон польэоойствах ной крат- ановивИзвестен транзисторный ключ, содержащий выходной и входной транзисторы, дополнительный ключ, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в коллекторную цепь выходного транзистора, вторичная - в коллекторную цепь входного транзистора, а дополнительная - к входу дополнительного ключа Ц .Недостатками известного устройства являются большие габариты и низкая технологичность вследствие наличия трансформатора тока.Кроме того, наличие дополнительного источника питания усложняет устройство и ограничивает область его применения. Изобретение относитсяной технике и может быть вано при коммутирующих устпостоянного тока с превышеностью пускового тока к усшемуся значению,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсятранзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, входной транзистор, эмиттер которого подключен к Юбазе выходного транзистора дифферен". циальный усилитель, первый вход ко"торого подключен к коллектору выходного транзистора.Кроме того, он содержит источник 1 Оэталонного напряжения, включенныймежду вторым входом дифференциальногоусилителя и источник напряжения сме-щения, включенный в цепи коллекторавходного транзистора 2.Недостатком данного устройства является сложность управления, таккак для отключения выходного транзистора необходим управляющий сигнал,полярность которого противоположнаполярности Основного источника питания ключа, что неудобно при практической реализации устройСтва, приэтом управляющий сигнал должен иметь3 9306 большую мощность, чтоЬЫ скомпенсиро вать выходной ток дифференциального усилителя.Кроме того, к недостаткам этого устройства следует отнести большую мощность, потребляемую от источника смещения при включении нагрузки с большой кратностью пускового тока.Цель изобретения - упрощение схемы управления транзисторным ключом. 1 ОПоставленная цель достигается тем, что в транзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, входной транзистор, эмиттер которого подключен к базе выходного транзистора, дифференци б альный усилитель, первый вход которого подключен к коллектору выходного транзистора, дополнительно введен датчик тока, включенный между коллекторами выходного и входного транзисторов, ВЗ-триггер 5-вход которого подключен к коллектору выходного транзистора, а й-вход - к выходу дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к коллектору входного транзистора, переключатель тока на два положения, первый вход которого подключен к шине управления устройством, втопой вход - к выходу Р 5 -триггера, первый выход подключен к базе входного транзис 30 тора, а второй выход - к базе выходного транзистора.На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.33Транзисторный ключ содержит выходной транзистор 1, входной транзистор 2, эмиттер которого подключенк базе выходного транзистора 1, дифференциальный усилитель 3, первый вход которого подключен к коллектору выходного транзистора 1, датчик ч гока, включенный между коллекторами выходного 1 и входного 2 транзисторов, ЙЬ -триггер 5, 5 -вход которого 4 подключен к коллектору выходного тран. зистора 1, а В - вход - к выходудифференциального усилителя 3, второй вход которого подключен к коллектору входного транзистора 2, переключатель 56 6 тока, первый вход которого подключен к шине управления устройством, второй вход к выходу йб -триггера 5, а выходы - соответственно к базам выходного 1 и входного 2 транзисто- Б ров.Переключатель 6 тока содержит первый 7 и второй 8 транзисторы, эмит 72теры которых через резисторы 9 и 10подключены к выходным шинам переключателя 6 тока, первый 11 и второй 12элементы И, первые входы которых,подключены к первому входу переключателя 6 тока, инвертор 13, входкоторого подключен к второму входупереключателя 6 тока и второму входупервого элемента И 11, а выход подключен к второму входу второго элемента И 12, выходы первого 11 и второго 12 элементов И подключены соответственно к базам первого 7 и второго8 транзисторов коллекторы которыхподключены к шине источника смещения,Транзисторный ключ работает следующим образом.В исходном состоянии на шине управления присутствует нулевой потенциал,в результате чего на выходе первого11 и второго 12 элементов И устанавливается нулевой потенциал. В этомслучае первый 7 и второй 8 транзисторы заперты, а; следовательно, заперты входной 2 и выходной 1 транзисторы. ВС-триггер 5 устанавливается еди-,ничным потенциалом на его входах йи , поэтому при запертом состояниивыходного транзистора 1 высокийпотенциал на его коллекторе устанавливает КС-триггер 5 в нулевое состояние. При этом ток в датчике 1тока отсутствует и на выходе дифференциального усилителя 3 устанавливается нулевой потенциал, которыйне влияет на состояние ВС-триггера 5.При поступлении на шину управления единичного потенциала, на первых входах элементов И 11 и 12 появляется единичный потенциал вследствии того., что Й 5-триггера 5 находится в нулевом состоянии, на втором входе первого элемента И 11 присутствует нулевой потенциал, а на втором входе второго элемента И 12 - единичный, Совпадение двух единичных потенциалов на входе второго элемента И 12 приводит к появлению сигнала на его выходе, открыванию второго транзистора 8 и подаче открывающего тока на базу входного транзистора 2. Поэтому при первоначальном включении транзисторного ключа выходной 1 и входной 2 транзисторы используются по схеме составного ненасыщенного транзистора. В этом случае протекает максимальный, пусковой ток на93062 5грузки, а ток, потребляемый от источника смещения невелик, так как равен пусковому току нагрузки, деленному на произведение коэффициентов усиления по току выходного 1 и входного 2 транзисторов.Для составного ненасыщенного транзистора характерно повышенное остаточное напряжение, однако это обстоятельство не приводит к существен ному ухудшению энергетических показателей устройства в виду кратковременности пусковых токов нагрузки. При протекании больших токов нагрузки выходной 1 и входной 2 транзисторы 13 продолжают работать по схеме составного транзистора, так как ток в датчике 4 тока направлен от коллектора выходного транзисторак коллектору входного транзистора 2, выходное 20 напряжение дифференциального усилителя 3 равно нулю и Яб. -триггер 5 остается в нулевом состоянии.После окончания пускового режима ток нагрузки значительно уменьшает- рЗ ся и выходного тока переключателя 6 тока оказывается достаточно для перевода выходного транзисторав насыщенное состояние, так как отно" шение номинального тока нагрузки к Зр выходному току переключателя 6 тока становится меньше коэффициента усиления по току выходного транзистора 1. Выходной транзистор 1 невозможно перевести в насыщенное состояние подачей отпирающего тока на базу входного транзистора 2 при любом токе коллектора выходного транзистора 1, так как при приближении выходного транзистора 1 к состоянию , насыщения, напряжение на его коллекторе уменьшается, и коллекторный переход входного транзистора 2 оказывается смещенным в прямом направлении. Поэтому отпирающий ток базы входного транзистора 2 через его коллекторный переход ответвляется в коллекторную цепь выходного тран" зистора 1, соответственно ток базы выходного транзистора 1 уменьшается, и он не может перейти в состояние насыщения.Таким образом, сигналом о том, что ток нагрузки уменьшился до такой величины, при которой : возможно непосредственное насыщение выходного транзистора 1, служит изменение направления тока в коллекторной цепи входного транзистора 2. 6Изменение направления тока в коллекторной цепи входного транзистора 2 изменяет полярность падения на", пряжения на датчике 4 тока и приводит к появлению единичного потенциала на выходе дифференциального усилителя 3. В этом случае на К-входе йС-триггера 5 устанавливается единичный потенциал, а на -входе 1 нулевой, так как выходной транзисторнаходится в состоянии, близком к насыщению. Поэтому К 5-триггер 5 переключается в единичное состояние, запрещает прохождение управляющего сигнала через второй элемент И 12 и разрешает прохождение управляющего сигнала через первый элемент И 11. Зто приводит к переключению выходных токов переключателя 6 тока с ба-, зы входного транзистора 2 на базу выходного транзистора 1, который переходит в насыщенное состояние, Ток через датчик направления 4 тока исчезает, ВС-триггер 5 остается в единичном состоянии, так как на его к- и 5-входах устанавливаются нуле" вые потенциалы.Если в насыщенном состоянии выходного транзистора 1 произошло значительное увеличение тока нагрузки, выходной транзисторвыходит из состояния насыщения, напряжение на его коллвкторе, а следовательно, м на 5-входе Ю-триггера 5 увеличивается Р 5-триггер 5 переключается в ну" левое состояние и устройство автоматически переходит в режим работы с составным ненасыщенным транзистором.Использование изобретения в уст" ройствая управления транзисторными ключами, выполненными в виде интегральных или гибридных микросхем, позволит наряду с упрощением схемы расширить область его применения. Формула изобретения Транзисторный ключ, содержащий выходной транзистор, входной транзистор, эмиттер которого. подключен к базе выходного транзистора, дифференциальный усилитель, первый вход которого подключен к коллектору вы ходного транзистора, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью упрощения схемы управления транзистор-. ным ключом, в него дополнительно введены датчик тока, включенный межоставитель А,Бомкоехред М.Рейвес Корректор А,Дзягк актор М.Данкани 528/8 ВНИИП Подписта СССР 3 Тираж 954 И Государственного копо делам изобретений 035, Москва, Ж, Рауш аказ и открытии кая наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 7 930672 8ду коллекторами выходного и входного вход - к выходу ВБ-триггера, первый транзисторов, Й 5-тригг р, 5-вход выход подключен к базе входного транкоторого подключен к коллектору вы-зистора, а второй выход - к базе выходного транзистора, а к-вход - к ходного транзистора.выходу диФФеренциального усилителя, З Источники инФормации,второй вход которого подключен к принятые во внимание при экспертизе коллектору входного транзистора, пе 1; Авторское свидетельство СССР реключатель тока на два положения, ц 585605, кл, Н 03 К 17/60, 1977. первый вход которого подключен к ши, Авторское свидетельство СССР не управления устройством, второй 1 О Ю 505128, кл. Н 03 К 17/04, 1976.