Транзисторный ключ

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкапкстнческих респубики

< 94ОЗОЗ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 17.12,80 (23) 3219625/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень Р6 24 (5l )IVL. Кл.

Н 03 К 1,7/60

3Ъвударстаанный комитет

СССР но двлам изобретений н открытий (5З) УДК 621.374. .335 (088.8) Дата опубликования описания 03.07.82 (72) Авторы изобретения

Е. В. Машуков и О. С. Овсянников

Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской -Ревоиюцитт авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (7 I ) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

Изобретение относится к электротех- нике и может быть использовано в преобразователях и кшочевых усилителях мощности для управления силовыми транзисторами, работающими на нелинейную

5 нагрузку.

Известен транзисторный кшоч, выполненный на двух ранзисторах в цепи коллекторов которых включен диод дпя улучшения нагрузочкой способности при работе на нелинейную нагрузку -(1" .

Недостатком транзисторного ключа явпяется низкая нагрузочная способность, вызванная ограниченным усилением выходного транзистора по току, что снижает область его применения в устройствах автоматики.

Известен также транзисторный ключ, содержащий входной и выходной транзисторы И- р- И провсдимости, у которых между коллекторами включен источник напряжения смещения, а база выходного транзистора соединена с эмиттером вхсдного транзистора (2) .

Недостатком известного устройства является перегрузка по мощности источника напряжения смещения при питании нелинейной нагрузки, так как для удержания выходного транзистора в режиме насьццения от источника напряжения смещения потребляется большой ток. Указанный недостаток снижает функционапьные возможности устройства при работе на нелинейную нагрузку или на нагрузку емкостного характера.

Бель изобретения — расширение функциональных. возможностей за счет коммутации нагрузок нелинейного и емкостного характера, Поставленная цель |достигается тем, что в транзисторный киоч, ссдержащий вхсднОЙ и ВыхОднОЙ транзисторы 11

«ровсдимости, у которйх. между коплекб торами включен источник напряжения смещения, а база выходного транзистора соединена с эмиттером вхсдного транзи стора, введены согласующий транзистор р -м»р провсдимости, блокирующий и

1 дополнительный транзисторы р- р — И про- водимости, датчик тока, включенный.между эмиттером выкодного транзистора и общей шиной и резистивный делитель напряжения, включенный между базой выходного транзистора и обшей шиной, при етом средний вывод резистивного делителя напряжения соединен с базой блокирующего транзистора, коллектор которого соединен с базой входного транзи- 1о стора, а эмиттер - с общей шиной, база дополнительного транзистора соединена, с управляющим выводом, а его коллектор и эмиттер соединены с базами согласующего и входного транзисторов соответственно, причем коллекторнсь-эмиттерный

Ф переход согласующего транзистора подключен к выводам базы и эмиттера выходного транзистора.

На чертеже представлена принципиаль- 20 ная электрическая схема предлагаемого ключа.

Транзисторный ключ состоит из выходного транзистора 1 и входного тран зистора 2, соединенных по схеме сос- 25 тавного транзистора. В коллекторную цепь входного транзистора 2 включен источник 3 напряжения смещения.

Выходным выводом транзисторного .ключа является вывод 4, а общим выво- 50 дом - вывод 5. К коллекторному перехо ду выходного транзистора 1 подключен . коллекторно-емиттерный переход согласующего транзистора 6, причем его кол лектор соединен с базой выходного тран зистора l.

Блокирующий транзистор 7 подключен своим коллектором к базе входного транзистора 2, а его эмиттер соединен с общим выводом 5. Между базой сог-. 40 ласуюшего транзистора и и базой входного транзистора 2 включен коллекторноэмиттерный переход дополнительного транзистора 8, причем его коллектор соединен с базой согласующего транзистора6„

Датчик. 9 тока включен между эмиттером выходного транзистора 1 и общим выводом 5. Резистивный делитель 10 напряжения включен между базой выход50 ного транзистора 1 и общим вывсдом 5, при этом средний вывод резистивного делителя 10 напряжения соединен с базой блокирующего транзистора 7. База дополнительного транзистора 8 соединена с управляющим выводом 11 транзи

55 сторного ключа. Для обеспечения пассйвного запирания транзисторов переключате ля паралелльно эмиттерным переходам

3 9403 03 4 каждого транзистора подключены резисторы (на чертеже позиционно не обозначены).

Для управления транзисторным ключом служит управляющий источник 12, включам емый между выводами 5 и 11 через токоограничивающий резистор 13.

Между выходным 4 и общим 5 выводами включены последовательно источник

14 питания и нагрузка 15.

Транзисторный ключ работает следу;ющим образом.;

Для его включения к управляющему выводу 11 подключается управляющий источник 12. При номинальном режиме выходной транзистор 1 открыт и насыщен благодаря источнику 3 напряжения смещения. При этом согласующий транзистор 6 закрыт, так как его эмиттерный переход смещен в обратном направлении, блокирующий транзистор 7 также закрыт, так как на нижнем (по чертежу) резисторе делителя 10 напряжения падение напряжения недостаточно для его отпирания, В этом режиме транзисторный ключ можно представить как составной транзистор на элементах 1,2 и 3 с включенными на его входе смешением в виде эмитерного перехода дополнительного транзистора 8.

Коэффициент усиления транзисторного ключа определяется произведением коэффициентов усиления входного и выходного транзисторов 1 и 2, В случае увеличения тока до величины, например 1,2-1,33,о„„во столько же раз увеличивается падение напряжения на датчике 9 тока, что изменяет соотношение напряжений на делителе 10, которое вызывает включение блокирующего транзистора 7, который блокирует эмиттерный переход входного транзистора 2.

Последний запирается, отключая источник 3 напряжения смещения.—

Одновременно включается согласующий транзистор 6 через открытый ранее дополнительный транзистор 8, В этом режиме транзисторный ключ можно представить, как составленный иэ трех тран» зисторов 1,6 и 8, образующих составной транзистор с ненасыщенными, выходным транзистором. При этом его коэффициент усиления определяется произведением коэффициентов усиления трех транзисто ров 8,6 и 1, а базовый ток задается источником 3 напряжения смещения, ко»торый рассчитывается для этого режима.

В этом режиме транзисторный ключ обеспечивает протекание пусковых токов, 40303 6 соединена с эмиттером входного транзистора, отличающийся тем, . что,с целью расширения функпиональныс воэможностей, в него введены согласующий транзистор р - n- -p проводимости, бпокирующий и дополнительный транзисторы И- р-и проводимости, датчик тока, включенный между эмиттером выхадного транзистора и обшей шиной, и реэистив30 ный делитель напряжения, вкпюченный между базой выходного транзистора и общей шиной, при этом средний илиад резистивного делителя напряжения соединен с базой блокирующе о транзистора, gs коннектор которого соединен с базой входного транзистора, & эмиттер - с общей шиной, база папопнительнаго трап эистора соединена с управпякщим выводом, а его колпектор и эмиттер саедирз иены с базами согпасукщего и жадного транзисторов соответственно, причем коллекторно-емиттерный переход сагпасукщего транзистора подключен к выводам базы и эмиттера выхадного травзи23 стор&

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР по заявке М 2881319/21, кп. H 03

Зо. К 17/60, 1980.

2» Авторское свидетельство СССР

34 570171, кл.Н 02 М 7/537 1977»

Транзисторный кпюч, садержащий входной и выходной транзисторы p- p-u проводимости, у которых между коллекторами вкпючен источник напряжения смещения, а бюа выхадного транзистора

5 9 превышакецих номинальное значение в несколько раз., После окончания перехад ного режима пэмза уменьшения падения напряжения;на датчике 9 тока запирает ся бпокирующий транзистор 7, вызывая соответствующее эапирание согласукице го транзистора 6 и отпирание входного транзистора 2, который падкпючает источник 3 напряжения смещения, Благодаря введению средств, перестраивающих структуру переключатепя из составного. транзистора с насъиценным выходным транзистором в составной с ненасыщенным выходным и с бопьшим . коэффициентом усийения перекпючатепя„ можно повысить его эффективность и расширить ункциональные возможности.

При этом преимущество предпагаемого переключатепя заключается в том, что йасищакщий источник в переключатепе рассчитывается тощ.ко на номинальный режим, что снижает его массу и габа- риты, а также потребпяемую мощность.

Формупа изобретения

ВНИИПИ Закаэ 4687/78

Тираж 959 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4