Полупроводниковый ключ

 

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ, содержащий транзистор, например, п-р-п проводимости, переход база - эмиттер которого зашунтирован резистором, а коллектор подключен к первой выходной клемме, два трансформатора, пять диодов , две входные клеммы и вторую выходную клемму, причем начала первичных обмоток трансформаторов подключены к общей шине, а концы - к соответствующим входным клеммам, начало вторичной обмотки первого трансформатора через прямовключенный первый диод соединено с базой транзистора, а конец - с эмиттером транзистора, начало вторичной обмотки второго трансформатора соединено с анодом второ- . го диода, отличающийся тем, что, с целью повьпиения надежности и снижения уровня помех, введен конденсатор, первый вывод которого соединен с базой транзистора и концом вторичной обмотки второго трансформатора , при этом анод третьего диода подключен к эмиттеру транзистора, второй вьшод конденсатора соединен с второй выходной клеммой, катодами второго и третьего диодов и анодом четвертого диода, катод которого подключен к коллектору транзистора и катоду пятого диода, анод которого соединен с анодом второго диода. :о :п |i О :/д

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3 (5I) Н 03 К 1 7 6 О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITNA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

19 (21) 3537237 I 18-21 (22) 07.01.83 (46) 30 ° 05.84. Бюл. Ф 20 (72) Л.А. Потяков и Л.А. Царевский (53) 621.382(088.8) (56) 1. Патент США 1I 3821596, кл. Н 03 К 17/60, 1979.

2. Патент ФРГ Ф 2260368, кл. С 09 С 9/32, 1972 (прототип). (54)(57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЬЙ КЛЮЧ, содержащий транзистор, например, n — р -n проводимости, переход база — эмиттер которого зашунтирован резистором, а коллектор подключен к первой выходной клемме, два трансформатора, пять диодов, две входные клеммы и вторую выходную клемму, причем начала первичных обмоток трансформаторов подключены к общей шине, а концы — к соответствующим входным клеммам, начало вторичной обмотки первого трансформатора через прямовключенный первый диод соединено с базой транзистора, а конец — с эмиттером транзистора, начало вторичной обмотки второго трансформатора соединено с анодом второго диода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения уровня помех, введен конденсатор, первый вывод которого соединен с базой транзистора и концом вторичной обмотки второго трансформатора, при этом анод третьего диода подключен к эмиттеру транзистора, второй вывод конденсатора соединен с второй выходной клеммой, катодами второго и третьего диодов и анодом четвертого диода, катод которого подключен к коллектору транзистора и катоду пятого диода, анод которого соединен с анодом второго диода.

1095403

Изобретение .относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в устройствах отображения информации, выполненных на базе газоразрядных панелей переменного тока.

Известен полупроводниковый ключ, содержащий транзистор и резистор 1 j.

Недостатком данного ключа является повышенный расход энергии от ис- 16 точников питания.

Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый ключ, содержащий транзистор, например

0 — p проводимости, переход база - 15 эмиттер которого зашунтирован резистором, а коллектор подключен к первой выходной клемме, два трансформатора, пять диодов, две входные клеммы и вторую выходную клемму, причем нача- щ ла первичных Обмоток трансформаторов и-подключены q общей шине, а концы— к соответствующим входным клеммам, начало вторичной обмотки первого трансформатора через прямовключенный 25 первый диод соединено с базой транзистора, а конец — с эмиттером транзистора, начало вторичной обмотки второго трансформатора соединено с анодом второго диода (2 3.

Недостатками известного ключа являются низкая надежность иэ-за отсутствия запирающего источника и высокий уровень помех, обусловленный наличием паразитных колебаний на фронтах .опорного напряжения при переключении транзистора.

Цель изобретения — повышение надежности и снижение уровня помех.

Поставленная цель достигается тем,, что в полупроводниковый ключ, содержащий транзистор, например, h — p — и проводимости, переход база — эмиттер которого зашунтирован резистором, B кОллектор пОдключен к перВОЙ ВИХОд 45 ной клемме, два трансформатора, пять диодов, две входные клеммы и вторую выходную клемму, причем начала первичных обмоток трансформаторов подключены к общей шине, а концы — к соответствующим входным клеммам, начало вторичной обмотки первого трансформатора через прямовключенный первый диод соединено с базой транзистора, а конец — с эмиттером транзистоS5

„"а, начало вторичной обмотки второго трансформатора соединено с анодом второго диода, введен конденсатор, перВый вывод которого соединен с базой транзистора и концом вторичной обмотки второго трансформатора, при этом анод третьего диода подключен к эмиттеру транзистора, второй вывод конденсатора соединен с второй вьгходной клеммой, катодами Второго и третьего диодов и анодом четвертого диода, катод которого подключен к коллектору транзистора и катоду пятого диода, анод которого соединен с анодом второго диода.

На чертеже приведена схема предлагаемого полупроводникового ключа.

Полупроводниковый ключ содержит транзистор 1 h — р -n проводимости с резистором 2, включенным между его базой и эмиттером, при этом коллектор транзистора 1 подключен к первой выходной клемме 3 ключа. Вторичная обмотка 4 первого трансформатора 5 через диод 6 подключена к цепи баэа— эмиттер транзистора 1, Конец вторичной обмотки 7 второго трансформатора .

8 подключен к базе транзистора 1, а начало обмотки через диод 9, включенный в прямом направлении, — к коллектору транзистора i, Начала первичных обмоток 10 и 11 первого 5 и второго 8 трансформаторов подключены к общей шине 12, а концы этих обмоток — к внешней схеме управления (входные клеммы 13 и 14). К базе транзистора 1 подключен один конец конденсатора 15, второй конец которого подключен к второй выходной клемме 16, к которой подключены катоды диодов 17 и 18 и анод диода 1, причем анод диода 17 подключен к началу вторичной обмотки

7 второго трансформатора 8, анод диг ь ода 18-к эмиттеру транзистора i,à катод диода 19 — к его коллектору.

Работа полупроводникового ключа происходит следующим образом.

Для включения ключа на входную клемму 13 от внешней схемы управления поступает управляющий сигнал, под действием которого во вторичной обмотке 4 первого трансформатора 5 наводишся импульс положительной полярности, который через диод 6 прикладывается к переходу база — эмиттер транзистора 1, шуктируемого резистором 2. При этом транзистор 1 входит в режим глубокого насыщения и создает проводящую цепь от выходной клеммы 3 к выходной клемме 16.

Для выключения полупроводникового ключа на входную клемму 14 от внешней схемы управления поступает упСоставитель И. Форафонтов

Редактор М. Петрова Техред И.Метелева корректор А. Ференц Заказ 3622/42 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 1 равляющий сигнал. Под действием этого сигнала во вторичной обмотке 7 второго трансформатора 8 наводится импульс положительной полярности, который через диод 9, включенный в прямом направлении, прикладывается к переходу коллектор — база транзистора 1. Под действием приложенного напряжения происходит вывод неосновных носителей из области базы, накопленных эа время действия включающего импульса, что приводит к быстрому выключению транзистора 1 и переводу ключа в непроводящее состояние. Одновременно с этим под действием выключающего импульса через диод 17 происходит заряд конденсатора 15 до величины напряжения, генери

pyeMoro во вторичной обмотке 7 второ го трансформатора 8.

В момент времени, когда происходит последующее включение ключа, начинается разряд конденсатора 15 через диод 19 и открывающийся переход коллектор — база транзистора 1. При этом ток разряда конденсатора 15 направлен навстречу базовому току, 095403 4 включающему транзистор 1, что влечет за собой изменение скорости включения ключа. Диод 18 исключает разряд конденсатора 15 через переход баэа—

5 эмиттер транзистора 1

Изменяя величину конденсатора 15, удается существенно влиять на скорость переключения и тем самым снизить или совсем устранить параэитные колебания на фронтах опорного напряжения, возникающие в моменты переключения ключа.

Использование изобретеения позволяет повысить надежность полупроводникового ключа по сравнению с прототипом за счет исключения сквозных токов и уменьшения мощности, потребляемой по цепи управления. Уменьшение амплитуды выбросов при переклю- чении транзистора позволяет снизить уровень помех, наводимых во внешнюю цепь, и тем самым повысить надежность работы аппаратуры в которой данный ключ может быть использован (например, в составе генератора опорного напряжения для питания газораэрядных панелей переменного тока).