Quan es treballa amb circuits complexos, és útil utilitzar diversos trucs tècnics que et permetin assolir el teu objectiu amb poc esforç. Un d'ells és la creació d'interruptors de transistors. Que són ells? Per què s'han de crear? Per què també s'anomenen "claus electròniques"? Quines són les característiques d'aquest procés i a què he de prestar atenció?
De què estan fets els interruptors de transistors
Es fan amb transistors d'efecte de camp o bipolars. Els primers es divideixen a més en MIS i claus que tenen una unió p–n de control. Entre els bipolars, es distingeixen els no saturats. Una clau de transistor de 12 volts serà capaç de satisfer les necessitats bàsiques d'un radioaficionat.
Mode de funcionament estàtic
Analitza l'estat privat i públic de la clau. La primera entrada conté un nivell de tensió baix, que indica un senyal de zero lògic. En aquest mode, ambdues transicions són en sentit contrari (s'obté un tall). I només la tèrmica pot afectar el corrent del col·lector. En estat obert, a l'entrada de la clau hi ha un alt nivell de tensió corresponent al senyal de la unitat lògica. És possible treballar en dos modessimultàniament. Aquest rendiment pot estar a la regió de saturació o a la regió lineal de la característica de sortida. Anirem a parlar-ne amb més detall.
Saturació de claus
En aquests casos, les unions del transistor estan polaritzades cap endavant. Per tant, si el corrent base canvia, el valor del col·lector no canviarà. En els transistors de silici, es necessiten aproximadament 0,8 V per obtenir una polarització, mentre que per als transistors de germani, la tensió oscil·la entre 0,2 i 0,4 V. Com s'aconsegueix la saturació clau en general? Això augmenta el corrent de base. Però tot té els seus límits, igual que la saturació creixent. Així, quan s'arriba a un determinat valor actual, deixa d'augmentar. I per què portar a terme la saturació de claus? Hi ha un coeficient especial que mostra l'estat de les coses. Amb el seu augment, la capacitat de càrrega que tenen els interruptors de transistors augmenta, els factors desestabilitzadors comencen a influir amb menys força, però el rendiment es deteriora. Per tant, el valor del coeficient de saturació s'escull a partir de consideracions de compromís, centrant-se en la tasca que s'ha de dur a terme.
Inconvenients d'una clau no saturada
I què passa si no s'ha arribat al valor òptim? Aleshores hi haurà aquests desavantatges:
- La tensió de la clau pública baixarà i perdrà fins a uns 0,5 V.
- La immunitat al soroll es deteriorarà. Això es deu a l'augment de la resistència d'entrada que s'observa a les tecles quan estan en estat obert. Per tant, també es produiran interferències com ara sobretensionscanviant els paràmetres dels transistors.
- La tecla saturada té una estabilitat de temperatura important.
Com podeu veure, encara és millor dur a terme aquest procés per aconseguir, finalment, un dispositiu més perfecte.
Rendiment
Aquest paràmetre depèn de la freqüència màxima permesa quan es pot realitzar la commutació del senyal. Això, al seu torn, depèn de la durada del transitori, que està determinada per la inèrcia del transistor, així com per la influència dels paràmetres paràsits. Per caracteritzar la velocitat d'un element lògic, sovint s'indica el temps mitjà que es produeix quan un senyal es retarda quan es transmet a un interruptor de transistor. El circuit que el mostra normalment mostra un rang de resposta tan mitjà.
Interacció amb altres tecles
S'utilitzen elements de connexió per a això. Per tant, si la primera tecla a la sortida té un nivell de tensió alt, la segona s'obre a l'entrada i funciona en el mode especificat. I viceversa. Aquest circuit de comunicació afecta significativament els processos transitoris que es produeixen durant la commutació i la velocitat de les tecles. Així és com funciona un interruptor de transistor. Els més habituals són els circuits en què la interacció només es produeix entre dos transistors. Però això no vol dir en absolut que això no es pugui fer amb un dispositiu en el qual s'utilitzaran tres, quatre o fins i tot més elements. Però a la pràctica, és difícil trobar una aplicació per a això,per tant, no s'utilitza el funcionament d'un interruptor de transistor d'aquest tipus.
Què triar
Què és millor treballar? Imaginem que tenim un simple interruptor de transistor, la tensió d'alimentació del qual és de 0,5 V. Aleshores, mitjançant un oscil·loscopi, serà possible captar tots els canvis. Si el corrent del col·lector s'estableix a 0,5 mA, la tensió baixarà en 40 mV (la base serà d'uns 0,8 V). Segons els estàndards de la tasca, podem dir que es tracta d'una desviació bastant significativa, que imposa una restricció a l'ús en diversos circuits, per exemple, en interruptors de senyal analògic. Per tant, utilitzen transistors especials d'efecte de camp, on hi ha una unió p–n de control. Els seus avantatges respecte als seus cosins bipolars són:
- Una petita quantitat de tensió residual a la clau en estat de cablejat.
- Alta resistència i, com a resultat, un petit corrent que circula per un element tancat.
- Baix consum d'energia, de manera que no cal cap tensió de control important.
- És possible canviar senyals elèctrics de baix nivell que són unitats de microvolts.
La clau de relé transistoritzat és l'aplicació ideal per al camp. Per descomptat, aquest missatge es publica aquí únicament perquè els lectors tinguin una idea de la seva aplicació. Una mica de coneixement i enginy, i les possibilitats d'implementacions en què hi ha interruptors de transistors, se n'inventaran molts.
Exemple de treball
Mirem-hi més de prop,com funciona un interruptor de transistor simple. El senyal commutat es transmet des d'una entrada i s'elimina d'una altra sortida. Per bloquejar la clau, s'aplica una tensió a la porta del transistor, que supera els valors de la font i el drenatge en un valor superior a 2-3 V. Però en aquest cas, s'ha de tenir cura de no anar més enllà de l'interval permès. Quan la clau està tancada, la seva resistència és relativament gran: més de 10 ohms. Aquest valor s'obté a causa del fet que el corrent de polarització inversa de la unió p-n també afecta. En el mateix estat, la capacitat entre el circuit de senyal commutat i l'elèctrode de control oscil·la en el rang de 3-30 pF. Ara obrim l'interruptor del transistor. El circuit i la pràctica mostraran que aleshores la tensió de l'elèctrode de control s'aproximarà a zero i depèn molt de la resistència de càrrega i de la característica de tensió commutada. Això es deu a tot el sistema d'interaccions de la porta, el drenatge i la font del transistor. Això crea alguns problemes per al funcionament del mode interruptor.
Com a solució a aquest problema, s'han desenvolupat diversos circuits que estabilitzen la tensió que circula entre el canal i la porta. A més, a causa de les propietats físiques, fins i tot un díode es pot utilitzar amb aquesta capacitat. Per fer-ho, s'ha d'incloure en la direcció cap endavant de la tensió de bloqueig. Si es crea la situació necessària, el díode es tancarà i s'obrirà la unió p-n. De manera que quan la tensió commutada canvia, roman oberta i la resistència del seu canal no canvia, entre la font i l'entrada de la clau, podeuenceneu la resistència d' alta resistència. I la presència d'un condensador accelerarà significativament el procés de recàrrega dels tancs.
Càlcul de la clau del transistor
Per entendre's, dono un exemple de càlcul, podeu substituir les vostres dades:
1) Col·lector-emissor: 45 V. Potència dissipada total: 500 mw. Col·lector-emissor - 0,2 V. Freqüència limitadora de funcionament - 100 MHz. Base-emissor - 0,9 V. Corrent del col·lector - 100 mA. Relació de transferència de corrent estadística: 200.
2) Resistència de 60 mA: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Valoració de la resistència del col·lector: 3,45\0,06=57,5 ohms.
4) Per comoditat, prenem el valor de 62 ohms: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Considerem el corrent base: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Quant hi haurà a la resistència base: 5 - 0, 9=4, 1V.
7) Determineu la resistència de la resistència base: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Conclusió
I, finalment, sobre el nom de "claus electròniques". El fet és que l'estat canvia sota la influència del corrent. I què representa? Així és, la totalitat de les taxes electròniques. D'aquí ve el segon nom. Això és tot. Com podeu veure, el principi de funcionament i la disposició dels interruptors de transistors no són quelcom complicat, de manera que entendre això és una tasca factible. Cal tenir en compte que fins i tot l'autor d'aquest article necessitava utilitzar alguna literatura de referència per refrescar la seva pròpia memòria. Per tant, si teniu preguntes sobre terminologia, us suggereixo recordar la disponibilitat de diccionaris tècnics i buscar-ne un de nou.hi ha informació sobre els interruptors de transistors.
