Strādājot ar sarežģītām shēmām, ir lietderīgi izmantot dažādus tehniskus trikus, kas ļauj sasniegt savu mērķi ar nelielu piepūli. Viens no tiem ir tranzistoru slēdžu izveide. Kas viņi ir? Kāpēc tie būtu jāveido? Kāpēc tās sauc arī par "elektroniskajām atslēgām"? Kādas ir šī procesa iezīmes un kam jāpievērš uzmanība?
No kā izgatavoti tranzistoru slēdži
Tie ir izgatavoti, izmantojot lauka efekta vai bipolārus tranzistorus. Pirmie tiek sadalīti MIS un atslēgās, kurām ir vadības p–n savienojums. Starp bipolāriem izšķir nepiesātinātos. 12 voltu tranzistora atslēga spēs apmierināt radioamatieru pamatvajadzības.
Statiskais darbības režīms
Tā analizē atslēgas privāto un publisko stāvokli. Pirmajā ieejā ir zems sprieguma līmenis, kas norāda uz loģisko nulles signālu. Šajā režīmā abas pārejas ir pretējā virzienā (tiek iegūts nogrieznis). Un tikai siltuma var ietekmēt kolektora strāvu. Atvērtā stāvoklī atslēgas ieejā ir augsts sprieguma līmenis, kas atbilst loģiskās vienības signālam. Ir iespējams strādāt divos režīmosvienlaikus. Šāda veiktspēja var būt izejas raksturlieluma piesātinājuma reģionā vai lineārajā reģionā. Mēs pie tiem pakavēsimies sīkāk.
Taustiņu piesātinājums
Šādos gadījumos tranzistoru savienojumi ir novirzīti uz priekšu. Tāpēc, ja mainās bāzes strāva, kolektora vērtība nemainīsies. Silīcija tranzistoros ir nepieciešams aptuveni 0,8 V, lai iegūtu nobīdi, savukārt germānija tranzistoriem spriegums svārstās 0,2–0,4 V robežās. Kā vispār tiek panākts taustiņu piesātinājums? Tas palielina bāzes strāvu. Bet visam ir savas robežas, tāpat kā pieaugošajam piesātinājumam. Tātad, kad tiek sasniegta noteikta pašreizējā vērtība, tā pārstāj palielināties. Un kāpēc veikt taustiņu piesātinājumu? Ir īpašs koeficients, kas parāda lietu stāvokli. Pieaugot tam, palielinās tranzistoru slēdžu slodze, destabilizējoši faktori sāk ietekmēt ar mazāku spēku, bet darbība pasliktinās. Tāpēc piesātinājuma koeficienta vērtība tiek izvēlēta no kompromisa apsvērumiem, koncentrējoties uz uzdevumu, kas būs jāveic.
Nepiesātinātas atslēgas trūkumi
Un kas notiek, ja nav sasniegta optimālā vērtība? Tad būs tādi mīnusi:
- Publiskās atslēgas spriegums samazināsies un samazināsies līdz aptuveni 0,5 V.
- Trokšņu noturība pasliktināsies. Tas ir saistīts ar palielinātu ievades pretestību, kas tiek novērota taustiņos, kad tie ir atvērtā stāvoklī. Tāpēc radīsies arī tādi traucējumi kā jaudas pārspriegumsmainot tranzistoru parametrus.
- Piesātinātajam taustiņam ir ievērojama temperatūras stabilitāte.
Kā redzat, šo procesu tomēr ir labāk veikt, lai galu galā iegūtu perfektāku ierīci.
Izpilde
Šis parametrs ir atkarīgs no maksimālās pieļaujamās frekvences, kad var veikt signāla pārslēgšanu. Tas savukārt ir atkarīgs no pārejas ilguma, ko nosaka tranzistora inerce, kā arī parazītu parametru ietekme. Lai raksturotu loģiskā elementa ātrumu, bieži tiek norādīts vidējais laiks, kas rodas, kad signāls tiek aizkavēts, kad tas tiek pārraidīts uz tranzistora slēdzi. Diagramma, kurā tas tiek parādīts, parasti parāda tikai šādu vidējo atbildes diapazonu.
Mijiedarbība ar citiem taustiņiem
Tam tiek izmantoti savienojuma elementi. Tātad, ja pirmajam taustiņam pie izejas ir augsts sprieguma līmenis, tad otrais atveras pie ieejas un darbojas norādītajā režīmā. Un otrādi. Šāda sakaru shēma būtiski ietekmē pārejas procesus, kas notiek pārslēgšanas laikā, un taustiņu ātrumu. Šādi darbojas tranzistora slēdzis. Visizplatītākās ir shēmas, kurās mijiedarbība notiek tikai starp diviem tranzistoriem. Bet tas nebūt nenozīmē, ka to nevar izdarīt ar ierīci, kurā tiks izmantoti trīs, četri vai pat vairāk elementi. Bet praksē tam ir grūti atrast pielietojumu,tāpēc šāda veida tranzistora slēdža darbība netiek izmantota.
Ko izvēlēties
Ar ko labāk strādāt? Iedomāsimies, ka mums ir vienkāršs tranzistora slēdzis, kura barošanas spriegums ir 0,5 V. Tad, izmantojot osciloskopu, būs iespējams fiksēt visas izmaiņas. Ja kolektora strāva ir iestatīta uz 0,5mA, tad spriegums samazināsies par 40mV (bāze būs aptuveni 0,8V). Pēc uzdevuma standartiem mēs varam teikt, ka šī ir diezgan būtiska novirze, kas ierobežo izmantošanu vairākās shēmās, piemēram, analogo signālu slēdžos. Tāpēc viņi izmanto īpašus lauka tranzistorus, kur ir vadības p–n pāreja. Viņu priekšrocības salīdzinājumā ar viņu bipolārajiem brālēniem ir šādas:
- Neliels atlikušais spriegums uz atslēgas elektroinstalācijas stāvoklī.
- Augsta pretestība un rezultātā neliela strāva, kas plūst caur slēgtu elementu.
- Zems enerģijas patēriņš, tāpēc nav nepieciešams ievērojams vadības spriegums.
- Ir iespējams pārslēgt zema līmeņa elektriskos signālus, kas ir mikrovoltu mērvienības.
Tranzistorizētā releja atslēga ir ideāls pielietojums laukā. Protams, šī ziņa šeit ir ievietota tikai tāpēc, lai lasītājiem būtu priekšstats par to pielietojumu. Nedaudz zināšanu un atjautības - un to realizācijas iespējas, kurās ir tranzistoru slēdži, tiks izgudrots ļoti daudz.
Darba piemērs
Paskatīsimies tuvāk,kā darbojas vienkāršs tranzistora slēdzis. Ieslēgtais signāls tiek pārraidīts no vienas ieejas un noņemts no citas izejas. Lai bloķētu atslēgu, uz tranzistora vārtiem tiek pielikts spriegums, kas pārsniedz avota un aizplūšanas vērtības par vērtību, kas lielāka par 2-3 V. Taču šajā gadījumā jāuzmanās, lai pārsniedz pieļaujamo diapazonu. Kad atslēga ir aizvērta, tās pretestība ir salīdzinoši liela – vairāk nekā 10 omi. Šī vērtība tiek iegūta tāpēc, ka papildus ietekmē p-n pārejas apgrieztā nobīdes strāva. Tādā pašā stāvoklī kapacitāte starp ieslēgto signāla ķēdi un vadības elektrodu svārstās diapazonā no 3-30 pF. Tagad atveram tranzistora slēdzi. Shēma un prakse parādīs, ka tad vadības elektroda spriegums tuvosies nullei un ir ļoti atkarīgs no slodzes pretestības un pārslēgtā sprieguma raksturlīknes. Tas ir saistīts ar visu tranzistora vārtu, notekas un avota mijiedarbības sistēmu. Tas rada dažas problēmas pārtraukuma režīma darbībai.
Kā šīs problēmas risinājums ir izstrādātas dažādas shēmas, kas stabilizē spriegumu, kas plūst starp kanālu un vārtiem. Turklāt fizikālo īpašību dēļ šajā jaudā var izmantot pat diode. Lai to izdarītu, tas jāiekļauj bloķēšanas sprieguma virzienā uz priekšu. Ja tiek izveidota vajadzīgā situācija, diode tiks aizvērta un p-n pāreja tiks atvērta. Lai, mainoties ieslēgtajam spriegumam, tas paliktu atvērts un tā kanāla pretestība nemainītos, starp avotu un atslēgas ievadi varatieslēdziet augstas pretestības rezistoru. Un kondensatora klātbūtne ievērojami paātrinās tvertņu uzlādes procesu.
Tranzistora atslēgas aprēķins
Lai saprastu, es sniedzu aprēķina piemēru, varat aizstāt savus datus:
1) Kolektors-emiters - 45 V. Kopējā jaudas izkliede - 500 mw. Kolektors-emiters - 0,2 V. Darbības ierobežojošā frekvence - 100 MHz. Bāzes emitētājs - 0,9 V. Kolektora strāva - 100 mA. Statistiskais tekošā pārveduma koeficients – 200.
2) 60 mA rezistors: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Kolektora pretestības reitings: 3,45\0,06=57,5 omi.
4) Ērtības labad mēs ņemam vērtību 62 omi: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Mēs ņemam vērā bāzes strāvu: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Cik daudz būs bāzes rezistoram: 5–0, 9=4, 1 V.
7) Nosakiet bāzes rezistora pretestību: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 omi.
Secinājums
Un visbeidzot par nosaukumu "elektroniskās atslēgas". Fakts ir tāds, ka stāvoklis mainās strāvas ietekmē. Un ko viņš pārstāv? Tieši tā, elektronisko maksu kopums. No šejienes nāk otrais vārds. Tas ir viss. Kā redzat, darbības princips un tranzistoru slēdžu izvietojums nav nekas sarežģīts, tāpēc to saprast ir iespējams. Jāatzīmē, ka pat šī raksta autoram vajadzēja izmantot kādu uzziņu literatūru, lai atsvaidzinātu savu atmiņu. Tāpēc, ja rodas jautājumi par terminoloģiju, iesaku atgādināt par tehnisko vārdnīcu pieejamību un meklēt jaunu.ir informācija par tranzistoru slēdžiem.
