Όταν εργάζεστε με πολύπλοκα κυκλώματα, είναι χρήσιμο να χρησιμοποιείτε διάφορα τεχνικά κόλπα που σας επιτρέπουν να πετύχετε τον στόχο σας με λίγη προσπάθεια. Ένα από αυτά είναι η δημιουργία διακοπτών τρανζίστορ. Τι είναι? Γιατί να δημιουργηθούν; Γιατί ονομάζονται και «ηλεκτρονικά κλειδιά»; Ποια είναι τα χαρακτηριστικά αυτής της διαδικασίας και τι πρέπει να προσέξω;
Τι είναι κατασκευασμένοι οι διακόπτες τρανζίστορ
Κατασκευάζονται με χρήση πεδίων ή διπολικών τρανζίστορ. Τα πρώτα χωρίζονται περαιτέρω σε MIS και κλειδιά που έχουν διασταύρωση ελέγχου p–n. Μεταξύ των διπολικών διακρίνονται τα μη κορεσμένα. Ένα κλειδί τρανζίστορ 12 Volt θα μπορεί να καλύψει τις βασικές ανάγκες ενός ραδιοερασιτέχνη.
Στατικός τρόπος λειτουργίας
Αναλύει την ιδιωτική και δημόσια κατάσταση του κλειδιού. Η πρώτη είσοδος περιέχει ένα χαμηλό επίπεδο τάσης, το οποίο υποδηλώνει σήμα λογικού μηδενός. Σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, και οι δύο μεταβάσεις είναι στην αντίθετη κατεύθυνση (λαμβάνεται μια αποκοπή). Και μόνο η θερμική μπορεί να επηρεάσει το ρεύμα του συλλέκτη. Στην ανοιχτή κατάσταση, στην είσοδο του κλειδιού υπάρχει ένα επίπεδο υψηλής τάσης που αντιστοιχεί στο σήμα της λογικής μονάδας. Είναι δυνατή η εργασία σε δύο τρόπους λειτουργίαςΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ. Μια τέτοια απόδοση μπορεί να είναι στην περιοχή κορεσμού ή στη γραμμική περιοχή του χαρακτηριστικού εξόδου. Θα σταθούμε σε αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες.
Κορεσμός κλειδιού
Σε τέτοιες περιπτώσεις, οι διασταυρώσεις τρανζίστορ έχουν πόλωση προς τα εμπρός. Επομένως, εάν το ρεύμα βάσης αλλάξει, τότε η τιμή του συλλέκτη δεν θα αλλάξει. Στα τρανζίστορ πυριτίου, χρειάζονται περίπου 0,8 V για να ληφθεί μια προκατάληψη, ενώ για τα τρανζίστορ γερμανίου, η τάση κυμαίνεται μεταξύ 0,2-0,4 V. Πώς επιτυγχάνεται γενικά ο κορεσμός του κλειδιού; Αυτό αυξάνει το ρεύμα βάσης. Όλα όμως έχουν τα όριά τους, όπως και ο αυξανόμενος κορεσμός. Έτσι, όταν επιτευχθεί μια συγκεκριμένη τρέχουσα τιμή, σταματά να αυξάνεται. Και γιατί να πραγματοποιηθεί ο κορεσμός των κλειδιών; Υπάρχει ένας ειδικός συντελεστής που δείχνει την κατάσταση των πραγμάτων. Με την αύξησή του, η χωρητικότητα φορτίου που έχουν οι διακόπτες τρανζίστορ αυξάνεται, οι παράγοντες αποσταθεροποίησης αρχίζουν να επηρεάζουν με λιγότερη δύναμη, αλλά η απόδοση επιδεινώνεται. Επομένως, η τιμή του συντελεστή κορεσμού επιλέγεται από συμβιβασμούς, εστιάζοντας στην εργασία που θα πρέπει να εκτελεστεί.
Μειονεκτήματα ενός ακόρεστου κλειδιού
Και τι συμβαίνει εάν δεν έχει επιτευχθεί η βέλτιστη τιμή; Τότε θα υπάρχουν τέτοια μειονεκτήματα:
- Η τάση του δημόσιου κλειδιού θα πέσει και θα χάσει περίπου στα 0,5 V.
- Η ανοσία στον θόρυβο θα επιδεινωθεί. Αυτό οφείλεται στην αυξημένη αντίσταση εισόδου που παρατηρείται στα πλήκτρα όταν βρίσκονται σε ανοιχτή κατάσταση. Επομένως, παρεμβολές όπως υπερτάσεις ισχύος θα οδηγήσουν επίσης σεαλλαγή των παραμέτρων των τρανζίστορ.
- Το κορεσμένο κλειδί έχει σημαντική σταθερότητα θερμοκρασίας.
Όπως μπορείτε να δείτε, αυτή η διαδικασία είναι ακόμα καλύτερα να πραγματοποιηθεί για να αποκτήσετε τελικά μια πιο τέλεια συσκευή.
Απόδοση
Αυτή η παράμετρος εξαρτάται από τη μέγιστη επιτρεπόμενη συχνότητα όταν μπορεί να πραγματοποιηθεί εναλλαγή σήματος. Αυτό, με τη σειρά του, εξαρτάται από τη διάρκεια του μεταβατικού, η οποία καθορίζεται από την αδράνεια του τρανζίστορ, καθώς και από την επίδραση των παρασιτικών παραμέτρων. Για να χαρακτηριστεί η ταχύτητα ενός λογικού στοιχείου, συχνά υποδεικνύεται ο μέσος χρόνος που εμφανίζεται όταν ένα σήμα καθυστερεί όταν μεταδίδεται σε έναν διακόπτη τρανζίστορ. Το κύκλωμα που το εμφανίζει συνήθως δείχνει ακριβώς ένα τέτοιο μέσο εύρος απόκρισης.
Αλληλεπίδραση με άλλα κλειδιά
Στοιχεία σύνδεσης χρησιμοποιούνται για αυτό. Έτσι, εάν το πρώτο κλειδί στην έξοδο έχει υψηλό επίπεδο τάσης, τότε το δεύτερο ανοίγει στην είσοδο και λειτουργεί στην καθορισμένη λειτουργία. Και αντίστροφα. Ένα τέτοιο κύκλωμα επικοινωνίας επηρεάζει σημαντικά τις μεταβατικές διεργασίες που συμβαίνουν κατά την εναλλαγή και την ταχύτητα των πλήκτρων. Έτσι λειτουργεί ένας διακόπτης τρανζίστορ. Τα πιο συνηθισμένα είναι τα κυκλώματα στα οποία η αλληλεπίδραση λαμβάνει χώρα μόνο μεταξύ δύο τρανζίστορ. Αυτό όμως δεν σημαίνει καθόλου ότι αυτό δεν μπορεί να γίνει από μια συσκευή στην οποία θα χρησιμοποιηθούν τρία, τέσσερα ή και περισσότερα στοιχεία. Αλλά στην πράξη, είναι δύσκολο να βρεθεί μια εφαρμογή για αυτό,Επομένως, η λειτουργία ενός διακόπτη τρανζίστορ αυτού του τύπου δεν χρησιμοποιείται.
Τι να επιλέξετε
Με τι είναι καλύτερο να δουλεύεις; Ας φανταστούμε ότι έχουμε έναν απλό διακόπτη τρανζίστορ, του οποίου η τάση τροφοδοσίας είναι 0,5 V. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο, θα είναι δυνατό να αποτυπωθούν όλες οι αλλαγές. Εάν το ρεύμα συλλέκτη έχει ρυθμιστεί στα 0,5 mA, τότε η τάση θα πέσει κατά 40 mV (η βάση θα είναι περίπου 0,8 V). Σύμφωνα με τα πρότυπα της εργασίας, μπορούμε να πούμε ότι πρόκειται για μια μάλλον σημαντική απόκλιση, η οποία επιβάλλει περιορισμό στη χρήση σε ορισμένα κυκλώματα, για παράδειγμα, σε διακόπτες αναλογικού σήματος. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούν ειδικά τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, όπου υπάρχει μια σύνδεση ελέγχου p–n. Τα πλεονεκτήματά τους σε σχέση με τα διπολικά ξαδέρφια τους είναι:
- Μικρή ποσότητα υπολειπόμενης τάσης στο κλειδί στην κατάσταση καλωδίωσης.
- Υψηλή αντίσταση και, ως αποτέλεσμα, ένα μικρό ρεύμα που διαρρέει ένα κλειστό στοιχείο.
- Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, επομένως δεν απαιτείται σημαντική τάση ελέγχου.
- Είναι δυνατή η εναλλαγή ηλεκτρικών σημάτων χαμηλής στάθμης που είναι μονάδες μικροβολτ.
Το κλειδί ρελέ με τρανζίστορ είναι η ιδανική εφαρμογή για το πεδίο. Φυσικά, αυτό το μήνυμα δημοσιεύεται εδώ αποκλειστικά για να έχουν οι αναγνώστες μια ιδέα για την εφαρμογή τους. Λίγη γνώση και εφευρετικότητα - και οι δυνατότητες υλοποιήσεων στις οποίες υπάρχουν διακόπτες τρανζίστορ, θα εφευρεθούν πάρα πολλοί.
Παράδειγμα εργασίας
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά,πώς λειτουργεί ένας απλός διακόπτης τρανζίστορ. Το σήμα μεταγωγής μεταδίδεται από μια είσοδο και αφαιρείται από μια άλλη έξοδο. Για να κλειδώσει το κλειδί, εφαρμόζεται μια τάση στην πύλη του τρανζίστορ, η οποία υπερβαίνει τις τιμές της πηγής και της αποστράγγισης κατά μια τιμή μεγαλύτερη από 2-3 V. Αλλά σε αυτήν την περίπτωση, θα πρέπει να προσέχετε να μην υπερβαίνουν το επιτρεπόμενο εύρος. Όταν το κλειδί είναι κλειστό, η αντίστασή του είναι σχετικά μεγάλη - πάνω από 10 ohms. Αυτή η τιμή λαμβάνεται λόγω του γεγονότος ότι το ρεύμα αντίστροφης πόλωσης της σύνδεσης p-n επηρεάζει επιπλέον. Στην ίδια κατάσταση, η χωρητικότητα μεταξύ του κυκλώματος σήματος μεταγωγής και του ηλεκτροδίου ελέγχου κυμαίνεται στην περιοχή από 3-30 pF. Τώρα ας ανοίξουμε τον διακόπτη του τρανζίστορ. Το κύκλωμα και η πρακτική θα δείξουν ότι τότε η τάση του ηλεκτροδίου ελέγχου θα πλησιάσει το μηδέν και εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αντίσταση φορτίου και το χαρακτηριστικό τάσης μεταγωγής. Αυτό οφείλεται σε ολόκληρο το σύστημα αλληλεπιδράσεων της πύλης, της αποστράγγισης και της πηγής του τρανζίστορ. Αυτό δημιουργεί ορισμένα προβλήματα στη λειτουργία της λειτουργίας διακόπτη.
Ως λύση σε αυτό το πρόβλημα, έχουν αναπτυχθεί διάφορα κυκλώματα που σταθεροποιούν την τάση που ρέει μεταξύ του καναλιού και της πύλης. Επιπλέον, λόγω των φυσικών ιδιοτήτων, ακόμη και μια δίοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αυτή την ικανότητα. Για να γίνει αυτό, θα πρέπει να συμπεριληφθεί στην προς τα εμπρός κατεύθυνση της τάσης μπλοκαρίσματος. Εάν δημιουργηθεί η απαραίτητη κατάσταση, η δίοδος θα κλείσει και η διασταύρωση p-n θα ανοίξει. Έτσι ώστε όταν αλλάζει η τάση μεταγωγής, παραμένει ανοιχτή και η αντίσταση του καναλιού της δεν αλλάζει, μεταξύ της πηγής και της εισόδου του κλειδιού, μπορείτεενεργοποιήστε την αντίσταση υψηλής αντίστασης. Και η παρουσία ενός πυκνωτή θα επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία επαναφόρτισης των δεξαμενών.
Υπολογισμός κλειδιού τρανζίστορ
Για κατανόηση, δίνω ένα παράδειγμα υπολογισμού, μπορείτε να αντικαταστήσετε τα δεδομένα σας:
1) Συλλέκτης-εκπομπός - 45 V. Ολική απαγωγή ισχύος - 500 mw. Συλλέκτης-εκπομπός - 0,2 V. Περιοριστική συχνότητα λειτουργίας - 100 MHz. Βάση-εκπομπός - 0,9 V. Ρεύμα συλλέκτη - 100 mA. Στατιστική τρέχουσα αναλογία μεταφοράς – 200.
2) Αντίσταση 60 mA: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Βαθμολογία αντίστασης συλλέκτη: 3,45\0,06=57,5 ohm.
4) Για ευκολία, παίρνουμε την τιμή των 62 Ohm: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Θεωρούμε το ρεύμα βάσης: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Πόσο θα είναι στη βασική αντίσταση: 5 - 0, 9=4, 1V.
7) Προσδιορίστε την αντίσταση της βασικής αντίστασης: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Συμπέρασμα
Και τέλος, για το όνομα "ηλεκτρονικά κλειδιά". Το γεγονός είναι ότι το κράτος αλλάζει υπό την επίδραση του ρεύματος. Και τι αντιπροσωπεύει; Σωστά, το σύνολο των ηλεκτρονικών χρεώσεων. Από εδώ προέρχεται το δεύτερο όνομα. Αυτό είναι όλο. Όπως μπορείτε να δείτε, η αρχή της λειτουργίας και η διάταξη των διακοπτών τρανζίστορ δεν είναι κάτι περίπλοκο, επομένως η κατανόηση αυτού είναι μια εφικτή εργασία. Πρέπει να σημειωθεί ότι ακόμη και ο συγγραφέας αυτού του άρθρου χρειάστηκε να χρησιμοποιήσει κάποια βιβλιογραφία αναφοράς για να ανανεώσει τη μνήμη του. Επομένως, εάν έχετε ερωτήσεις σχετικά με την ορολογία, προτείνω να θυμηθείτε τη διαθεσιμότητα τεχνικών λεξικών και να αναζητήσετε ένα νέο.υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με τους διακόπτες τρανζίστορ.
