Главная Импульсный режим работы



ного из своих стационарных уровней к другому соответственно меняются стационарные уровни и щ.

3. Ключевые схемы строятся на транзисторах как типа р-п-р, так и типа п-р-п. Для определенности здесь и в дальнейшем имеются в виду схемы на транзисторах типа р-п-р. В соответствии с этим на представленной на рис.5 схеме обозначено напряжение -Ек<.0 и указаны положительные направления токов транзистора, совпадающие с направлением их протекания при отпертом транзисторе. Токи транзистора связаны между собой соотюше-нием /э = ik + к-

Принятые на схеме положительные направления отсчета потенциалов {V) измеряются относительно потенциала, эмиттера = 0. Базовое и коллекторное напряжение транзистора определяются равенствами;

UjUk-b =К„-Kg= -«э-к. J

4. транзисторная ключевая схема подобна схеме транзисторного резистивного усилителя с обидим эмиттером [98, 123, 124]. Однако по функциям, выполняемым обеими схемами, и режимам их работы они существенно различны. Усилительный каскад предназначен для усиления сигналов с минимальньм искажением их формы; процессы в усилителе протекают в активюй (линейной) области характеристик транзистора. Транзисторный ключевой каскад выполняет функции электронного ключа. Разомкнутому ключу соответствует режим отсечки транзистора, при котором он заперт; замкнутому ключу соответствует режим насыщения отпертого транзистора*). При переходе ключа из одного состояния в другое транзистор «пробегает» активную область характеристик, находясь в переходном активном режиме работы. В целом процессы в ключевом каскаде носят резко нелинейный характер,

Б. СТАЦИОНАРНЫЕ СОСТОЯНИЯ КЛЮЧЕВОЙ СХЕМЫ

5. Статические характеристики. Поведение ТК в стационарных состояниях полностью определяется статическими характеристиками транзистора. Обычно используют ся семейство выходных характеристик = FkW к)

*> Достоинства такого режима поясняются в пц. 18 и 20.



(рис. 6, а) и семейство входных характеристик /б = == РбФб) (рис. 6, б). Параметром 1-го семейства является ток базы /б, параметром 2-го семейства - коллекторное напряжение В справочной литературе приводятся только две ветви входных характеристик, соответствующие f/к = = 0 и (обычно) и к =-5В. Первая ветвь пересекает ось абсцисс при Ue ={), а вторая - при Us =/бо<0.


Рис 6.

Вся область статических характеристик (исключая показанную на рис. 6, а область лавинного умножения) подразделяется на три локальные области относительного постоянства параметров транзистора, которым соответствуют три режима работы транзистора: режим отсечки, активный режим и режим насыщения.

При любом стационарном режиме работы схемы, представленной на рис. 5, коллекторное напряжение и ток коллектора транзистора связаны уравнением Кирхгофа

(8.6)

это линейное уравнение - уравнение нагрузочной прямой МоМа (рис. 6, а). При задании тока базы /б = const на нагрузочной прямой фиксируется рабочая точка (например, точка Ма при /б = 0,2 мА или точка при /о > 0,5мА),



определяющая стационарные значения (7к и /к- В стационарных состояниях ключевой схемы транзистор работает либо в режиме отсечки, либо в режиме насыщения.

6. Режим отсечки имеет место при обратном смещении коллекторного и эмиттерного переходов транзистора. На входных характеристиках (рис. 6, б) этому режиму запертого состояния транзистора соответствует область (7б> 0; на выходных характеристиках (рис. 6, а) область отсечки практически совпадает с самой нижней характеристикой семейства, называемой характеристикой отсечки. Характеристика отсечки снимается при разорванной цепи эмиттера (Is =0), когда ток коллектора /к =-/б- В области, не очень близкой к области лавинного умножения, этот ток / к =/ ко. называемый начальным (обратным) током коллекторного перехода, почти не зависит от f/к- Таким образом, если принять / „о = const, то можно считать, что параметром характеристики отсечки является ток базы/б = = -/ ко- Это находится в соответствии с тем, что в режиме отсечки ток эмиттера /э = О и при неразорванной цепи эмиттера [98, 121, 122], ввиду чего при (7б>0 ток базы

f б = бо - -f ко-

Режим отсечки соответствует стационарному разомкнутому состоянию ТК., так как в этом режиме выходное сопротивление ТК имеет наибольшую возможную величину. Действительно, в режиме отсечки коллекторное напряжение транзистора (см. рис. 5) 11 = (J7 определяется точкой Mq пересечения нагрузочной прямой с характеристикой отсечки (рис. 6, а). Так как /„ = / ко. то согласно формуле (6)

{/,Г=-£к + /ко?к=-£к. (8.7)

и сопротивление транзистора постоянному току

~ (8.8)

весьма велико (обычно более ЮОкОм). Так как /?к С /"т» то выходное согфотивление ТК (см. рис. 5)

/?вТ,х-/?„ ilA-r i?K (8.9)

при заданном значении Rk оказывается максимально возможным. Для его увеличения, что было бы желательно, следует повышать величину Но это, как мы увидим, приводит к понижению быстродействия ТК. Поэтому часто R < 1кОм.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [50] 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.0124