Dirbant su sudėtingomis grandinėmis, pravartu naudoti įvairius techninius triukus, kurie leidžia pasiekti tikslą be pastangų. Vienas iš jų – tranzistorių jungiklių kūrimas. Kas jie tokie? Kodėl jie turėtų būti sukurti? Kodėl jie dar vadinami „elektroniniais raktais“? Kokios šio proceso ypatybės ir į ką turėčiau atkreipti dėmesį?
Iš ko pagaminti tranzistorių jungikliai
Jie pagaminti naudojant lauko ar dvipolius tranzistorius. Pirmieji toliau skirstomi į MIS ir raktus, turinčius valdymo p–n jungtį. Tarp bipolinių išskiriami nesotieji. 12 voltų tranzistoriaus raktas galės patenkinti pagrindinius radijo mėgėjų poreikius.
Statinis veikimo režimas
Jis analizuoja privačią ir viešą rakto būseną. Pirmajame įėjime yra žemos įtampos lygis, kuris rodo loginį nulio signalą. Šiuo režimu abu perėjimai vyksta priešinga kryptimi (gaunamas ribinis dydis). Ir tik šiluminis gali turėti įtakos kolektoriaus srovei. Atviroje būsenoje rakto įvestyje yra aukštos įtampos lygis, atitinkantis loginio vieneto signalą. Galima dirbti dviem režimaistuo pačiu metu. Toks veikimas gali būti išvesties charakteristikos soties srityje arba tiesinėje srityje. Pakalbėsime apie juos išsamiau.
Mygtukų prisotinimas
Tokiais atvejais tranzistorių sandūros yra nukreiptos į priekį. Todėl, jei pasikeičia bazinė srovė, kolektoriaus vertė nepasikeis. Silicio tranzistorių poslinkiui gauti reikia maždaug 0,8 V, o germanio tranzistorių įtampa svyruoja 0,2–0,4 V ribose. Kaip apskritai pasiekiamas klavišų prisotinimas? Tai padidina bazinę srovę. Tačiau viskas turi savo ribas, kaip ir didėjantis sodrumas. Taigi, kai pasiekiama tam tikra srovės vertė, ji nustoja didėti. Ir kodėl reikia atlikti klavišų prisotinimą? Yra specialus koeficientas, rodantis reikalų būklę. Jai padidėjus, didėja tranzistorių jungiklių apkrova, destabilizuojantys veiksniai pradeda veikti su mažesne jėga, tačiau prastėja veikimas. Todėl prisotinimo koeficiento reikšmė parenkama iš kompromisinių svarstymų, sutelkiant dėmesį į užduotį, kurią reikės atlikti.
Nesotaus klavišo trūkumai
O kas nutiks, jei nepasiekta optimali vertė? Tada bus tokie trūkumai:
- Viešojo rakto įtampa nukris ir nukris iki maždaug 0,5 V.
- Atsparumas triukšmui pablogės. Taip yra dėl padidėjusio įvesties pasipriešinimo, kuris pastebimas klavišuose, kai jie yra atviroje būsenoje. Todėl taip pat gali atsirasti trukdžių, pvz., galios šuoliųkeičiant tranzistorių parametrus.
- Prisotintas klavišas pasižymi dideliu temperatūros stabilumu.
Kaip matote, šį procesą vis tiek geriau atlikti, kad galiausiai gautumėte tobulesnį įrenginį.
Performansas
Šis parametras priklauso nuo didžiausio leistino dažnio, kai galima perjungti signalą. Tai savo ruožtu priklauso nuo pereinamojo laikotarpio trukmės, kurią lemia tranzistoriaus inercija, taip pat nuo parazitinių parametrų įtakos. Norint apibūdinti loginio elemento greitį, dažnai nurodomas vidutinis laikas, kuris atsiranda, kai signalas vėluoja, kai jis perduodamas į tranzistorių jungiklį. Diagrama, kurioje ji rodoma, paprastai rodo tik tokį vidutinį atsako diapazoną.
Sąveika su kitais klavišais
Tam naudojami jungties elementai. Taigi, jei pirmasis išvesties klavišas turi aukštą įtampos lygį, antrasis atsidaro įvestyje ir veikia nurodytu režimu. Ir atvirkščiai. Tokia ryšio grandinė labai įtakoja pereinamuosius procesus, vykstančius perjungimo metu, ir klavišų greitį. Taip veikia tranzistoriaus jungiklis. Labiausiai paplitusios yra grandinės, kuriose sąveika vyksta tik tarp dviejų tranzistorių. Bet tai visiškai nereiškia, kad to negali padaryti įrenginys, kuriame bus naudojami trys, keturi ar net daugiau elementų. Tačiau praktiškai sunku tam rasti pritaikymą,todėl tokio tipo tranzistoriaus jungiklio veikimas nenaudojamas.
Ką pasirinkti
Su kuo geriau dirbti? Įsivaizduokime, kad turime paprastą tranzistorinį jungiklį, kurio maitinimo įtampa yra 0,5 V. Tada naudojant osciloskopą bus galima fiksuoti visus pokyčius. Nustačius kolektoriaus srovę 0,5 mA, įtampa sumažės 40 mV (pagrindas bus apie 0,8 V). Pagal užduoties standartus galime pasakyti, kad tai yra gana reikšmingas nuokrypis, kuris riboja naudojimą daugelyje grandinių, pavyzdžiui, analoginiuose signalų jungikliuose. Todėl jie naudoja specialius lauko tranzistorius, kur yra valdymo p–n sandūra. Jų pranašumai prieš dvipolius pusbrolius yra šie:
- Nedidelė likutinė įtampa ant rakto, kai yra laidų.
- Didelė varža ir dėl to nedidelė srovė, kuri teka per uždarą elementą.
- Mažas energijos suvartojimas, todėl nereikia didelės valdymo įtampos.
- Galima perjungti žemo lygio elektrinius signalus, kurie yra mikrovoltų vienetai.
Tranzistorizuotas relės raktas yra idealus pritaikymas lauke. Žinoma, ši žinutė paskelbta čia tik tam, kad skaitytojai suprastų jų pritaikymą. Šiek tiek žinių ir išradingumo – ir realizavimo galimybių, kuriose yra tranzistoriniai jungikliai, bus sugalvota labai daug.
Darbo pavyzdys
Pažiūrėkime atidžiau,kaip veikia paprastas tranzistoriaus jungiklis. Perjungiamas signalas perduodamas iš vieno įėjimo ir pašalinamas iš kito išėjimo. Norėdami užrakinti raktą, tranzistoriaus užtvarai yra įjungiama įtampa, kuri viršija š altinio ir nutekėjimo vertes didesne nei 2-3 V. Tačiau tokiu atveju reikia saugotis, kad viršyti leistiną diapazoną. Kai raktas uždarytas, jo varža yra palyginti didelė – daugiau nei 10 omų. Ši vertė gaunama dėl to, kad p-n sandūros atvirkštinė poslinkio srovė papildomai veikia. Esant tokiai pat būsenai, talpa tarp įjungiamo signalo grandinės ir valdymo elektrodo svyruoja 3-30 pF diapazone. Dabar atidarykime tranzistoriaus jungiklį. Grandinė ir praktika parodys, kad tada valdymo elektrodo įtampa priartės prie nulio ir labai priklauso nuo apkrovos varžos ir įjungtos įtampos charakteristikos. Taip yra dėl visos tranzistoriaus vartų, nutekėjimo ir š altinio sąveikos sistemos. Dėl to kyla tam tikrų problemų, susijusių su pertraukiklio režimu.
Kaip išspręsti šią problemą, buvo sukurtos įvairios grandinės, kurios stabilizuoja įtampą, tekančią tarp kanalo ir užtvaro. Be to, dėl fizinių savybių šioje galioje gali būti naudojamas net diodas. Norėdami tai padaryti, jis turėtų būti įtrauktas į blokavimo įtampos kryptį. Sudarius reikiamą situaciją, diodas užsidarys ir atsidarys p-n sandūra. Kad, pasikeitus įjungtai įtampai, ji liktų atvira, o jo kanalo varža nepasikeistų, tarp š altinio ir rakto įvesties galiteįjunkite didelės varžos rezistorių. O kondensatoriaus buvimas žymiai pagreitins bakų įkrovimo procesą.
Tranzistoriaus rakto apskaičiavimas
Norėdami suprasti, pateikiu skaičiavimo pavyzdį, galite pakeisti savo duomenis:
1) Kolektorius-emiteris - 45 V. Bendra galios sklaida - 500 mw. Kolektorius-emiteris - 0,2 V. Ribinis veikimo dažnis - 100 MHz. Bazinis emiteris - 0,9 V. Kolektoriaus srovė - 100 mA. Statistinis einamojo perdavimo koeficientas – 200.
2) 60 mA rezistorius: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Kolektoriaus varžos įvertinimas: 3,45\0,06=57,5 omo.
4) Patogumo dėlei imame 62 omų vertę: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Mes laikome bazinę srovę: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Kiek bus už pagrindinį rezistorių: 5–0, 9=4, 1 V.
7) Nustatykite pagrindinio rezistoriaus varžą: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Išvada
Ir galiausiai apie pavadinimą „elektroniniai raktai“. Faktas yra tas, kad būsena keičiasi veikiant srovei. Ir ką jis atstovauja? Teisingai, elektroninių mokesčių visuma. Iš čia kilęs antrasis vardas. Tai viskas. Kaip matote, veikimo principas ir tranzistorių jungiklių išdėstymas nėra kažkas sudėtingo, todėl suprasti tai yra įmanoma užduotis. Pažymėtina, kad net šio straipsnio autoriui prireikė tam tikros informacinės literatūros, kad atnaujintų savo atmintį. Todėl, jei turite klausimų dėl terminijos, siūlau prisiminti techninių žodynų prieinamumą ir ieškoti naujo.yra informacijos apie tranzistorių jungiklius.
