Monimutkaisten piirien kanssa työskennellessä on hyödyllistä käyttää erilaisia teknisiä temppuja, joiden avulla voit saavuttaa tavoitteesi pienellä vaivalla. Yksi niistä on transistorikytkimien luominen. Mitä ne ovat? Miksi niitä pitäisi luoda? Miksi niitä kutsutaan myös "elektronisiksi avaimille"? Mitkä ovat tämän prosessin ominaisuudet ja mihin minun tulee kiinnittää huomiota?
Mitä transistorikytkimet on valmistettu
Ne on valmistettu käyttämällä kenttä- tai bipolaarisia transistoreja. Ensimmäiset jaetaan edelleen MIS- ja avaimiin, joissa on ohjaus p–n-liitos. Kaksisuuntaisista mielialahäiriöistä erotetaan tyydyttymättömät. 12 voltin transistoriavain pystyy täyttämään radioamatöörin perustarpeet.
Staattinen toimintatila
Se analysoi avaimen yksityisen ja julkisen tilan. Ensimmäinen tulo sisältää matalan jännitetason, joka ilmaisee loogisen nollasignaalin. Tässä tilassa molemmat siirtymät ovat vastakkaiseen suuntaan (saadaan raja). Ja vain lämpö voi vaikuttaa kollektorin virtaan. Avoimessa tilassa avaimen sisääntulossa on loogisen yksikön signaalia vastaava korkea jännitetaso. On mahdollista työskennellä kahdessa tilassasamanaikaisesti. Tällainen suorituskyky voi olla lähtöominaisuuden kyllästymisalueella tai lineaarisella alueella. Käsittelemme niitä tarkemmin.
Näppäinkylläisyys
Tällaisissa tapauksissa transistoriliitokset ovat eteenpäin biasoituja. Siksi, jos perusvirta muuttuu, kollektorin arvo ei muutu. Piitransistoreissa tarvitaan noin 0,8 V biasin saamiseksi, kun taas germaniumtransistoreissa jännite vaihtelee välillä 0,2-0,4 V. Miten näppäinkyllästys yleensä saavutetaan? Tämä lisää perusvirtaa. Mutta kaikella on rajansa, kuten myös lisääntyvällä kyllästymisellä. Joten kun tietty virta-arvo saavutetaan, se lakkaa kasvamasta. Ja miksi suorittaa näppäinkyllästys? On olemassa erityinen kerroin, joka näyttää asioiden tilan. Sen kasvaessa transistorikytkimien kuormituskapasiteetti kasvaa, epävakautta aiheuttavat tekijät alkavat vaikuttaa pienemmällä voimalla, mutta suorituskyky heikkenee. Siksi kyllästyskertoimen arvo valitaan kompromissinäkökohdista keskittyen suoritettavaan tehtävään.
tyydyttymättömän avaimen haitat
Ja mitä tapahtuu, jos optimaalista arvoa ei ole saavutettu? Sitten tulee sellaisia haittoja:
- Julkisen avaimen jännite laskee ja putoaa noin 0,5 V:iin.
- Melunsieto heikkenee. Tämä johtuu lisääntyneestä syöttöresistanssista, joka havaitaan näppäimissä, kun ne ovat avoimessa tilassa. Siksi häiriöt, kuten virtapiikit, johtavat myöstransistorien parametrien muuttaminen.
- Kyllästetyllä näppäimellä on merkittävä lämpötilastabiilius.
Kuten näet, tämä prosessi on silti parempi suorittaa, jotta lopulta saadaan täydellisempi laite.
Suorituskyky
Tämä parametri riippuu suurimmasta sallitusta taajuudesta, kun signaalin vaihto voidaan suorittaa. Tämä puolestaan riippuu transientin kestosta, jonka määrää transistorin inertia, sekä loisparametrien vaikutus. Loogisen elementin nopeuden karakterisoimiseksi esitetään usein keskimääräinen aika, joka kuluu signaalin viivästyessä, kun se lähetetään transistorikytkimelle. Sen näyttävä piiri näyttää yleensä juuri sellaisen keskimääräisen vastealueen.
Vuorovaikutus muiden näppäinten kanssa
Tässä käytetään liitäntäelementtejä. Joten, jos lähdön ensimmäisellä näppäimellä on korkea jännitetaso, toinen avautuu sisääntulossa ja toimii määritetyssä tilassa. Ja päinvastoin. Tällainen viestintäpiiri vaikuttaa merkittävästi kytkennän aikana tapahtuviin transienttiprosesseihin ja näppäinten nopeuteen. Näin toimii transistorikytkin. Yleisimpiä ovat piirit, joissa vuorovaikutus tapahtuu vain kahden transistorin välillä. Mutta tämä ei suinkaan tarkoita, etteikö tätä voisi tehdä laitteella, jossa käytetään kolmea, neljää tai jopa useampaa elementtiä. Mutta käytännössä tälle on vaikea löytää sovellusta,siksi tämän tyyppisen transistorikytkimen toimintaa ei käytetä.
Mitä valita
Mikä on parempi työskennellä? Kuvittelemme, että meillä on yksinkertainen transistorikytkin, jonka syöttöjännite on 0,5 V. Sitten oskilloskooppia käyttämällä on mahdollista tallentaa kaikki muutokset. Jos kollektorivirta on asetettu arvoon 0,5 mA, jännite laskee 40 mV (kanta on noin 0,8 V). Tehtävän standardien mukaan voidaan sanoa, että tämä on melko merkittävä poikkeama, joka rajoittaa käyttöä useissa piireissä, esimerkiksi analogisissa signaalikytkimissä. Siksi he käyttävät erityisiä kenttätransistoreja, joissa on ohjaus p–n-liitos. Heidän etunsa kaksisuuntaisiin serkkuihinsa nähden ovat:
- Pieni määrä jäännösjännitettä avaimessa johdotuksen tilassa.
- Suuri vastus ja sen seurauksena pieni virta, joka kulkee suljetun elementin läpi.
- Pieni virrankulutus, joten merkittävää ohjausjännitettä ei tarvita.
- Voidaan kytkeä matalan tason sähkösignaaleja, jotka ovat mikrovolttiyksiköitä.
Transistorisoitu releavain on ihanteellinen sovellus kentällä. Tietenkin tämä viesti on julkaistu täällä vain siksi, että lukijat saavat käsityksen sovelluksestaan. Vähän tietoa ja kekseliäisyyttä – ja transistorikytkimiä sisältävien toteutusten mahdollisuuksia keksitään paljon.
Työesimerkki
Katsotaanpa tarkemmin,kuinka yksinkertainen transistorikytkin toimii. Kytketty signaali lähetetään yhdestä tulosta ja poistetaan toisesta lähdöstä. Avaimen lukitsemiseksi kytketään transistorin hilalle jännite, joka ylittää lähteen ja nielun arvot arvolla, joka on suurempi kuin 2-3 V. Tässä tapauksessa on kuitenkin varottava ylittää sallitun alueen. Kun avain on kiinni, sen vastus on suhteellisen suuri - yli 10 ohmia. Tämä arvo saadaan johtuen siitä, että p-n-liitoksen käänteinen bias-virta vaikuttaa lisäksi. Samassa tilassa kytketyn signaalipiirin ja ohjauselektrodin välinen kapasitanssi vaihtelee välillä 3-30 pF. Avataan nyt transistorikytkin. Piiri ja käytäntö osoittavat, että silloin ohjauselektrodin jännite lähestyy nollaa ja riippuu suuresti kuormitusvastuksen ja kytkentäjännitteen ominaispiirteistä. Tämä johtuu koko portin, nielun ja transistorin lähteen vuorovaikutusjärjestelmästä. Tämä aiheuttaa ongelmia keskeytystilan toiminnassa.
Tämän ongelman ratkaisuksi on kehitetty erilaisia piirejä, jotka stabiloivat kanavan ja hilan välillä virtaavaa jännitettä. Lisäksi fysikaalisten ominaisuuksien vuoksi tässä ominaisuudessa voidaan käyttää jopa diodia. Tätä varten se tulee sisällyttää estojännitteen eteenpäin suuntaavaan suuntaan. Jos tarvittava tilanne syntyy, diodi sulkeutuu ja p-n-liitos avautuu. Jotta kytketyn jännitteen muuttuessa se pysyy auki ja sen kanavan vastus ei muutu, lähteen ja avaimen sisääntulon välillä voitkytke korkearesistanssinen vastus päälle. Ja kondensaattorin läsnäolo nopeuttaa huomattavasti säiliöiden latausprosessia.
Transistoriavaimen laskenta
Ymmärryksen vuoksi annan esimerkin laskennasta, voit korvata tietosi:
1) Keräin-emitteri - 45 V. Kokonaistehohäviö - 500 mw. Kokooja-emitteri - 0,2 V. Toiminnan rajataajuus - 100 MHz. Perusemitteri - 0,9 V. Kokoojavirta - 100 mA. Tilastollinen virransiirtosuhde – 200.
2) 60 mA vastus: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Keräimen vastus: 3,45\0,06=57,5 ohm.
4) Mukavuuden vuoksi otamme arvon 62 ohmia: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Otetaan kantavirta: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Kuinka paljon kantavastuksessa on: 5 - 0, 9=4, 1 V.
7) Määritä kantavastuksen resistanssi: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Johtopäätös
Ja lopuksi nimestä "elektroniset avaimet". Tosiasia on, että tila muuttuu virran vaikutuksesta. Ja mitä hän edustaa? Aivan oikein, sähköisten maksujen kokonaisuus. Tästä tulee toinen nimi. Siinä kaikki. Kuten näette, toimintaperiaate ja transistorikytkimien järjestely eivät ole mitään monimutkaista, joten tämän ymmärtäminen on mahdollista. On huomattava, että jopa tämän artikkelin kirjoittajan oli käytettävä viitekirjallisuutta oman muistinsa virkistämiseksi. Siksi, jos sinulla on kysyttävää terminologiasta, suosittelen muistamaan teknisten sanakirjojen saatavuuden ja etsimään uutta.siellä on tietoa transistorikytkimistä.
