Ha összetett áramkörökkel dolgozik, hasznos különféle technikai trükköket alkalmazni, amelyek segítségével kis erőfeszítéssel elérheti célját. Az egyik a tranzisztoros kapcsolók létrehozása. Kik ők? Miért kell létrehozni? Miért nevezik ezeket "elektronikus kulcsoknak"? Milyen jellemzői vannak ennek a folyamatnak, és mire kell figyelnem?
Miből készülnek a tranzisztoros kapcsolók
Térhatású vagy bipoláris tranzisztorokkal készülnek. Az előbbiek tovább oszlanak MIS-re és kulcsokra, amelyek vezérlő p–n átmenettel rendelkeznek. A bipolárisak között megkülönböztetjük a nem telítetteket. Egy 12 voltos tranzisztoros kulcs képes lesz kielégíteni a rádióamatőr alapvető igényeit.
Statikus üzemmód
Elemezi a kulcs privát és nyilvános állapotát. Az első bemenet alacsony feszültségszintet tartalmaz, ami logikai nulla jelet jelez. Ebben az üzemmódban mindkét átmenet ellentétes irányú (levágást kapunk). És csak a termikus befolyásolhatja a kollektor áramát. Nyitott állapotban a kulcs bemenetén a logikai egység jelének megfelelő magas feszültségszint található. Két módban lehet dolgozniegyidejűleg. Ez a teljesítmény lehet a kimeneti karakterisztika telítési tartományában vagy lineáris tartományában. Részletesebben fogunk foglalkozni velük.
Billentyűtelítettség
Ilyen esetekben a tranzisztor csomópontjai előre előfeszítettek. Ezért, ha az alapáram változik, akkor a kollektor értéke nem változik. A szilícium tranzisztoroknál körülbelül 0,8 V szükséges az előfeszítéshez, míg a germánium tranzisztoroknál a feszültség 0,2-0,4 V között ingadozik. Hogyan érhető el általában a kulcstelítettség? Ez növeli az alapáramot. De mindennek megvan a maga határa, ahogy a növekvő telítettségnek is. Tehát egy bizonyos áramérték elérésekor a növekedés leáll. És miért kell végrehajtani a billentyűk telítését? Van egy speciális együttható, amely a dolgok állapotát mutatja. Növekedésével nő a tranzisztoros kapcsolók terhelhetősége, a destabilizáló tényezők kisebb erővel kezdenek hatni, de a teljesítmény romlik. Ezért a telítési együttható értékét kompromisszumos megfontolások alapján választjuk meg, az elvégzendő feladatra összpontosítva.
A telítetlen kulcs hátrányai
És mi történik, ha nem sikerült elérni az optimális értéket? Akkor lesznek ilyen hátrányok:
- A nyilvános kulcs feszültsége körülbelül 0,5 V-ra csökken.
- A zajvédelem romlik. Ennek oka a megnövekedett bemeneti ellenállás, amely megfigyelhető a billentyűkben, amikor azok nyitott állapotban vannak. Ezért az olyan interferencia, mint például a tápfeszültség túlfeszültsége is vezetheta tranzisztorok paramétereinek megváltoztatása.
- A telített gomb jelentős hőmérséklet-stabilitással rendelkezik.
Amint látja, ezt a folyamatot még mindig jobb elvégezni, hogy végül egy tökéletesebb eszközt kapjunk.
Teljesítmény
Ez a paraméter attól a maximálisan megengedhető frekvenciától függ, amikor a jelváltás végrehajtható. Ez viszont függ a tranziens időtartamától, amelyet a tranzisztor tehetetlensége, valamint a parazita paraméterek befolyása határoz meg. Egy logikai elem sebességének jellemzésére gyakran feltüntetik azt az átlagos időt, amely akkor következik be, amikor egy jel késik, amikor azt egy tranzisztoros kapcsolóhoz továbbítják. Az azt megjelenítő áramkör általában csak ilyen átlagos választartományt mutat.
Interakció más billentyűkkel
Ehhez a csatlakozási elemeket használják. Tehát, ha a kimeneten lévő első gomb magas feszültségszintű, akkor a második a bemeneten nyílik, és a megadott üzemmódban működik. És fordítva. Egy ilyen kommunikációs áramkör jelentősen befolyásolja a kapcsolás során fellépő tranziens folyamatokat és a billentyűk sebességét. Így működik a tranzisztoros kapcsoló. A leggyakoribbak azok az áramkörök, amelyekben csak két tranzisztor között megy végbe a kölcsönhatás. De ez egyáltalán nem jelenti azt, hogy ezt ne lehetne megtenni egy olyan készülékkel, amelyben három, négy vagy akár több elemet használnak majd. De a gyakorlatban nehéz erre alkalmazást találni,ezért az ilyen típusú tranzisztoros kapcsoló működését nem használják.
Mit válasszak
Mivel jobb dolgozni? Képzeljük el, hogy van egy egyszerű tranzisztoros kapcsolónk, melynek tápfeszültsége 0,5 V. Ekkor oszcilloszkóp segítségével minden változást rögzíteni lehet. Ha a kollektoráram 0,5 mA-re van állítva, akkor a feszültség 40 mV-tal csökken (az alap kb. 0,8 V lesz). A feladat mércéje szerint ez egy meglehetősen jelentős eltérés, amely számos áramkörben korlátozza a felhasználást, például analóg jelkapcsolókban. Ezért speciális térhatású tranzisztorokat használnak, ahol van vezérlő p–n átmenet. Előnyeik bipoláris unokatestvéreikkel szemben:
- Kis maradék feszültség a kulcson a bekötés állapotában.
- Nagy ellenállás, és ennek eredményeként kis áram folyik át egy zárt elemen.
- Alacsony energiafogyasztás, így nincs szükség jelentős vezérlőfeszültségre.
- Lehetőség van az alacsony szintű elektromos jelek átkapcsolására, amelyek mikrovolt mértékegységei.
A tranzisztoros relé kulcs ideális alkalmazás a terepen. Természetesen ez az üzenet kizárólag azért került ide, hogy az olvasóknak fogalmuk legyen az alkalmazásukról. Egy kis tudás és leleményesség – és a tranzisztoros kapcsolókkal ellátott megvalósítások lehetőségei nagyon sok mindent ki fognak találni.
Munka példa
Nézzük meg közelebbről,hogyan működik egy egyszerű tranzisztoros kapcsoló. A kapcsolt jelet az egyik bemenetről továbbítják, a másik kimenetről pedig eltávolítják. A kulcs lezárásához a tranzisztor kapujára feszültséget kapcsolunk, amely 2-3 V-nál nagyobb értékkel meghaladja a forrás és a leeresztés értékeit. Ebben az esetben azonban ügyelni kell arra, hogy ne túllép a megengedett tartományon. Amikor a kulcs le van zárva, az ellenállása viszonylag nagy - több mint 10 ohm. Ezt az értéket annak a ténynek köszönhetjük, hogy a p-n átmenet fordított előfeszítő árama is befolyásolja. Ugyanebben az állapotban a kapcsolt jeláramkör és a vezérlőelektróda közötti kapacitás 3-30 pF tartományban ingadozik. Most nyissuk ki a tranzisztoros kapcsolót. Az áramkör és a gyakorlat azt fogja mutatni, hogy ekkor a vezérlőelektróda feszültsége a nullához fog közeledni, és nagymértékben függ a terhelési ellenállástól és a kapcsolt feszültség karakterisztikától. Ez a kapu, a lefolyó és a tranzisztor forrásának teljes kölcsönhatási rendszerének köszönhető. Ez problémákat okoz a megszakító üzemmódú működésben.
A probléma megoldásaként különféle áramköröket fejlesztettek ki, amelyek stabilizálják a csatorna és a kapu között áramló feszültséget. Sőt, a fizikai tulajdonságok miatt akár egy dióda is használható ebben a minőségben. Ehhez a blokkoló feszültség előre irányába kell beépíteni. Ha a szükséges helyzet létrejön, a dióda zár, és a p-n átmenet megnyílik. Annak érdekében, hogy a kapcsolt feszültség megváltozásakor nyitva maradjon, és a csatornájának ellenállása ne változzon, a forrás és a kulcs bemenete közöttkapcsolja be a nagy ellenállású ellenállást. A kondenzátor jelenléte pedig jelentősen felgyorsítja a tartályok újratöltési folyamatát.
Tranzisztorkulcs számítása
A megértés kedvéért adok egy számítási példát, behelyettesítheti adatait:
1) Kollektor-emitter - 45 V. Teljes teljesítménydisszipáció - 500 mw. Kollektor-emitter - 0,2 V. Működési határfrekvencia - 100 MHz. Alap-emitter - 0,9 V. Kollektoráram - 100 mA. Statisztikai áramátviteli arány – 200.
2) 60 mA-es ellenállás: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) A kollektor ellenállása: 3,45\0,06=57,5 ohm.
4) A kényelem kedvéért a 62 Ohm értéket vettük: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Az alapáramot tekintjük: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Mennyi lesz az alapellenálláson: 5 - 0, 9=4, 1 V.
7) Határozza meg az alapellenállás ellenállását: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Következtetés
És végül az "elektronikus kulcsok" névről. A helyzet az, hogy az állapot megváltozik az áram hatására. És mit képvisel? Így van, az elektronikus díjak összessége. Innen származik a második név. Ez minden. Mint látható, a tranzisztoros kapcsolók működési elve és elrendezése nem valami bonyolult, ezért ennek megértése megvalósítható feladat. Megjegyzendő, hogy még a cikk szerzőjének is szüksége volt némi referenciairodalomra, hogy felfrissítse emlékezetét. Ezért, ha kérdései vannak a terminológiával kapcsolatban, javaslom, hogy emlékezzen a műszaki szótárak elérhetőségére, és keressen újat.vannak információk a tranzisztoros kapcsolókról.
