Транзисторный ключ

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электронным устройствам управления элементами автоматических систем и вторичных источников питания. Силовой выходной транзистор содержит катод 3 обратной связи, резистивный шунт 4, входной транзистор 6, шунтирующие резисторы 7, 10, токостабилизирующие транзисторы 9, 8, 11, резисторы 12, 13, 16, 17, 18, 22, источник 14 питания, токоограничительный диод 15, управляющий вход 19, полевой транзистор 20, конденсатор 21. Введение силового полевого транзистора 23, резисторов 24, 25 и конденсатора 26 позволяет ускорить включение силового выходного транзистора, а также ускорить и его выключение, что приводит к общему повышению быстродействия транзисторного ключа. 1 ил.

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 11 03 K 17/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fIO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61 ) 1 47 6604 (2l) 4366424 /24-21 (22) 20.01,88 (46) 28.02.90. Бюл. Р 8 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) И.В.Семенов, Ю.E.Ñåìåíîâ, С.A.Õàðèòoíoâ и Г.К,Бессонов (53) 621.382 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1476604, кл. 11 03 К 17/60,30.09.87. (54) ТРАНЗИСТОРН11И IGIl% (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электронным устройствам управления элементами автоматических систем и вторичных источ-SU» 1547054 А2

2 ников питания. Силовой выходной транзистор содержит катод 3 обратной связи, резистивный шунт 4, входной транзистор 6, шунтирующие резисторы 7, 10, токостабилизирующие транзисторы

9, 8, 11, резисторы 12, 13, 1 6, 17, 18, 22, источник 14 питания, токоограничительный диод 15, управляющий вход 19,. полевой транзистор 20, конденсатор 21. Введение силового полевого транзистора 23, резисторов 24, 25 и конденсатора 26 позволяет ускорить включение силового выходного транзистора, а также ускорить и его выключение, что приводит к общему повышению быстродействия транзисторного

cD ключа. 1 ил.

1)47054

Изобретение относится к электротехнике, а именна к электронным устройствам управления элементами автоматических систем и вторичных источников питания.

Цель изобретения -. повышение бь..стродейс тв ия т pGHз ис то рнаг а ключ а

На чертеже изображена электрическая схема транзисторногс ключа, l

Транзисторный ключ содержит вь хадной силовой транзистор 1, выходную, клемму 2, коллектор транзистора 1 соед п ен с катодом диода 3 обратной связи, а эмиттер транзистора 1 ..ерез резистор 4 соединен с минусовой шиной источника питания и выходной ,клеммой 5. База силовс го вьг<однога транзистора 1 соединена с змиттерам входного транзистора 6:и через первый резистор 7 — с минусовой шиной источника питания. База транзистора

6 соединена с анодом диода " обратной связи, коллекторами такастабипи, зируюцих транзисторов 8 и 9 и через 3с второй резистор 19 -. с минусовой п.иной источника питания. Эмиттер транзистора 8 соединен с базой транзистора 11 и база& транзистора 9, базаэмиттерный переход которого шунтираЗ ван резисторам 12, а эмиттер ч:ерез резистор 13 соединен с плюсовой шиной источника питания 14 и через такаог— раничительный диод 15 — с коллектс ром транзистора б в цепи питания которо35 го вхтпочен резистивный делитель, состоящий из резисторов 16 и 17, точка соединения которых подключена к эмиттеру транзистора 11, коллектор которого соединен с базой транзистора 8 и через резистор 18 — с управляющим входом 19. Сток палевого транзистора

20 с р-и--переходом соединен с базой силового выходного транзистора 1„затвор через конденсатор 21 соединен с входом 1 9 управления и через резистор 22 — с истоком и минусовой шиной источника питанИя. Исток силового полевого транзистора 23 соединен с коллектором силового выходного транзистора 1, сток его соединен с выходной клеммой 2, а затвор через резистор

24 — с резистором 25, который подключен к плюсовой шине 14 питания, и конденсатором 36, который подкгпочен к минусовой шине 27 питания.

Транзисторный ктпоч работает следующим образом„

При наличии сигнала логической "1" на входе 19 силовой транзистор закрыт. При этом дополнительный конденсатор 26 заряжен до величины напряжения источника питания. Зтат же потенциал приложен к затвору силового полевого транзистора 23. Так как истокавая цепь оборвана, а к стоку прилажено полное напряжение нагрузки, то на истоке устанавливается напряжение отсечки силового полевого транзистора

23 и он закрыт. При подаче на вход 1 9 логического 0" силовой транзистор открывается, при этом к истоку транзистора 23 прикладывается остаточное напряжение с коллектора. силового транзистора 1, которое меньше, чем напряжение на конденсаторе 26. Под действием этого напряжения р-и-переход полево" î транзистора 23 смепается в прямом направлении и через него протекает ток, определяемый величиной резистора 24. Силовой полевой транзистор 23 открь;вается и его емкость сток-затвор через открывшийся канал сток-исток ра з ряжаетс я.

Ток разряда протекает через резистор 24 и конденсатор 26, разряжая его. Выбирая величину вспомогательного конценсатора такой, чтобы напряжение на нем после разряда совпало с напряжением делителя на резисторах

24 и 25 в установившемся режиме, можно добиться минимального времени пе" реходного процесса включения, т,е, готовности силового транзисторного ключа.к выключению. Так как ток через резисторы 24 и 25 в установившемся режиме много меньше тока нагрузки, то он не оказывает влияния на работу схемы управления силовым транзистором а малое выходное сопротивление силовага полевого транзистора 23 улучшает устойчивость ее работы.

При наличии сигнала логической "1" (UL1 = U ) на входе 19 транзисторы

8 и f закрыты, транзистор 6 также за" крыт, следовательно, закрыт и силовой транзистор 1, Потребление тока па цепи питания отсутствует, что позволяет испольэовать транзисторный ключ в режимах плавного нарастания напряжения питания.

При подаче на вход 19 логического 0" (Учла = О) по цепи базы транзистора 8 через резистор 18 протекает ток. Падение напряжения на резисторах 12 и 13 ат эмиттерного тока транФ о р м у л а и з о б р е т е н и я

Составитель Л.Скобелева

Редактор А. Ревин Техред JI, Ñåðäþêîâà Корректор Т.Малец

Заказ 84/90 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1 эистора 8 открывает транзистор 11, замыкается отрицательная обратная связь и транзистор 8 выходит на режим стабилизации тока, так как при увеличении тока эмиттера транзистора

8 увеличивается падение напряжения на резисторах 12 и 13, что вызывает дополнительное .открывание транзистора 11, который уменьшает ток базы транзистора 8. Под действием тока коллектора транзистора 8.на резисторе 1 0 появляется падение напряжения, которое открывает транзистор 6. Падение напряжения на резисторе 16 от тока коллектора транзистора 6 уменьшает ток коллектора транзистора 11,. при этом транзистор 8 дополнительно открывается и падение напряжения на резисторе 12 увеличивается, что еще больше открывает транзистор 9 и, как следствие, транзистор 6. TIpouecc увеличения тока коллектора транзистора

9, а следовательно, и транз ис тора 6 будет продолжаться до тех пор, пока не откроется диод 3, что произойдет при условии, что напряжение на коллекторе силового транзистора 1 будет меньше напряжения на базе транзистора 6 на величину падения" напряжения на диоде 3, после чего увеличение то ка коллектора транзистора 9 не будет вызывать увеличение тока транзистора 6, Схема придет к установившемуся режиму.

В случае, если диод 3 не откроется, то при достижении максимального тока коллектора транзистора 6, напряжение на резисторе 17 станет больше, чем напряжение на диоде 15, диод 15 откроется и дальнейшее увеличение тока коллектора транзистора 9 прекратится. Схема придет к другому устанЬвившемуся режиму.

С приходом на вход 19 сигнала логической "1 закрываются транзисторы

8 9 и 6, силовой транзистор 1 запирается, цепь истока силового полевого

547054 6 транзистора 23 обрывается, он запирается, а вспомогательный конденсатор

26 током заряда емкости сток-затвор транзистора 23 заряжается до исходно5 го значения напряжения.

Так как напряжение отсечки силового полевого транзистора 23 много меньше напряжения нагрузки (напряжения на стоке транзистора 23), а к силовому транзистору 1 прикладывается только это напряжение, то появляется возможность выбрать его более низковольтным, а следовательно, более быстродействующим. Так как быстродействие транзисторного ключа определяет быстродействие именно биполярного силового транзистора, то появляется возможность увеличить быстродействие всего

20 транзисторного ключа.

Кроме того, наличие прямого тока через р-и-переход силового полевого транзистора уменьшается (по сравнению со схемой с заземленным затвором)

25 сопротивление канала сток-исток, что приводит к уменьшению остаточного падения напряжения на ключе в целом.

Т ран з ис торный ключ по ав т . св .

9 1476604, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены силовой по35 левой транзистор с р-п-переходом, дополнительный конденсатор, пятый и шестой резисторы, причем исток силового полевого транзистора соединен с коллектором выходного сипового

40 7pGHsHcTop8 затвор через > пятый резистор соединен с первыми выводами шестого резистора и дополнительного конденсатора, вторые выводы которых соединены соответственно с плюсовой и минусовой шинами источника питания, а сток силового полевого транзистора

\. соединен с выходом транзисторного ключа.