Күрделі схемалармен жұмыс істегенде мақсатыңызға аз күш-жігермен жетуге мүмкіндік беретін әртүрлі техникалық трюктерді қолдану пайдалы. Олардың бірі транзисторлық қосқыштарды жасау болып табылады. Олар не? Неліктен оларды құру керек? Неліктен оларды «электрондық кілттер» деп те атайды? Бұл процестің ерекшеліктері қандай және мен неге назар аударуым керек?
Транзисторлық қосқыштар неден жасалған
Олар өріс эффектісі немесе биполярлы транзисторлар арқылы жасалған. Біріншілері бұдан әрі MIS және басқару p-n өтуі бар кілттерге бөлінеді. Биполярлылардың ішінде қанықпағандары ерекшеленеді. 12 вольтты транзисторлық кілт радиоәуесқойдың негізгі қажеттіліктерін қанағаттандыра алады.
Статикалық жұмыс режимі
Ол кілттің жеке және жалпы күйін талдайды. Бірінші кірісте логикалық нөлдік сигналды көрсететін төмен кернеу деңгейі бар. Бұл режимде екі ауысу да қарама-қарсы бағытта болады (кесіп алынады). Ал коллекторлық токқа тек термиялық әсер ете алады. Ашық күйде кілттің кірісінде логикалық бірлік сигналына сәйкес келетін жоғары кернеу деңгейі болады. Екі режимде жұмыс істеуге боладыбір мезгілде. Мұндай өнімділік қанықтыру аймағында немесе шығыс сипаттамасының сызықтық аймағында болуы мүмкін. Біз оларға толығырақ тоқталамыз.
Кілттердің қанықтылығы
Мұндай жағдайларда транзисторлық түйіспелер алға бағытталған. Демек, егер базалық ток өзгерсе, онда коллектордың мәні өзгермейді. Кремний транзисторларында қиғаштықты алу үшін шамамен 0,8 В қажет, ал германий транзисторларында кернеу 0,2-0,4 В шегінде ауытқиды. Жалпы алғанда кілттердің қанықтылығына қалай қол жеткізіледі? Бұл базалық токты арттырады. Бірақ әр нәрсенің өз шегі бар, сонымен қатар қанықтылықтың жоғарылауы. Сонымен, белгілі бір ағымдағы мәнге жеткенде, ол өсуді тоқтатады. Неліктен негізгі қанықтыруды жүзеге асыру керек? Істің жағдайын көрсететін арнайы коэффициент бар. Оның ұлғаюымен транзисторлық қосқыштардың жүктеме сыйымдылығы артады, тұрақсыздандыратын факторлар аз күшпен әсер ете бастайды, бірақ өнімділік нашарлайды. Сондықтан қанығу коэффициентінің мәні орындалу қажет тапсырмаға назар аудара отырып, ымыраға келуден таңдалады.
Қанықпаған кілттің кемшіліктері
Ал оңтайлы мәнге қол жеткізілмесе не болады? Сонда мұндай кемшіліктер болады:
- Ашық кілттің кернеуі төмендейді және шамамен 0,5 В дейін жоғалады.
- Шуға төзімділік нашарлайды. Бұл кілттер ашық күйде болған кезде байқалатын кіріс кедергісінің жоғарылауына байланысты. Сондықтан, қуат кернеуі сияқты кедергілер де әкеледітранзисторлардың параметрлерін өзгерту.
- Қаныққан кілтте айтарлықтай температура тұрақтылығы бар.
Көріп отырғаныңыздай, бұл процесті ақырында мінсіз құрылғы алу үшін орындаған дұрыс.
Өнімділік
Бұл параметр сигналды ауыстыру орындалатын кездегі рұқсат етілген ең жоғары жиілікке байланысты. Бұл, өз кезегінде, транзистордың инерциясымен, сондай-ақ паразиттік параметрлердің әсерінен анықталатын өтпелі кезеңнің ұзақтығына байланысты. Логикалық элементтің жылдамдығын сипаттау үшін сигнал транзисторлық қосқышқа жіберілген кезде кешіктірілген кезде пайда болатын орташа уақыт жиі көрсетіледі. Оны көрсететін диаграмма әдетте дәл осындай орташа жауап ауқымын көрсетеді.
Басқа пернелермен әрекеттесу
Бұл үшін қосылым элементтері пайдаланылады. Сонымен, шығыстағы бірінші кілт жоғары кернеу деңгейіне ие болса, екіншісі кірісте ашылады және көрсетілген режимде жұмыс істейді. Және керісінше. Мұндай байланыс тізбегі коммутация кезінде пайда болатын өтпелі процестерге және кілттердің жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді. Транзисторлық қосқыш осылай жұмыс істейді. Ең көп таралғаны - өзара әрекеттесу тек екі транзистордың арасында болатын тізбектер. Бірақ бұл үш, төрт немесе одан да көп элементтер қолданылатын құрылғы мұны жасай алмайды дегенді білдірмейді. Бірақ іс жүзінде бұл үшін қосымшаны табу қиын,сондықтан мұндай түрдегі транзисторлық қосқыштың жұмысы пайдаланылмайды.
Нені таңдау керек
Немен жұмыс істеген жақсы? Бізде қарапайым транзисторлық қосқыш бар деп елестетіп көрейік, оның кернеуі 0,5 В. Содан кейін осциллографты пайдаланып, барлық өзгерістерді түсіруге болады. Егер коллекторлық ток 0,5 мА-ға орнатылса, онда кернеу 40 мВ төмендейді (негізгі шамамен 0,8 В болады). Тапсырманың стандарттарына сәйкес, бұл бірқатар тізбектерде, мысалы, аналогтық сигнал қосқыштарында пайдалануға шектеулер қоятын айтарлықтай маңызды ауытқу деп айта аламыз. Сондықтан олар арнайы өрістік транзисторларды пайдаланады, мұнда басқару p–n өткелі бар. Олардың биполярлы туыстарынан артықшылығы:
- Сымдар күйінде кілттегі қалдық кернеудің аз мөлшері.
- Жоғары кедергі және нәтижесінде жабық элемент арқылы өтетін шағын ток.
- Төмен қуат тұтыну, сондықтан айтарлықтай басқару кернеуі қажет емес.
- Микровольт бірлігі болып табылатын төмен деңгейлі электр сигналдарын ауыстыруға болады.
Транзисторланған реле кілті өріс үшін тамаша қолданба болып табылады. Әрине, бұл хабарлама оқырмандар өз өтініші туралы түсінікке ие болу үшін ғана осында орналастырылған. Кішкене білім мен тапқырлық - және транзисторлық қосқыштар бар іске асыру мүмкіндіктері, өте көп ойлап шығарылады.
Жұмыс мысалы
Жақынырақ қарайық,қарапайым транзисторлық қосқыш қалай жұмыс істейді. Ауыстырылған сигнал бір кірістен беріледі және басқа шығыстан жойылады. Кілтті құлыптау үшін транзистордың қақпасына кернеу қолданылады, ол көздің мәндерінен асып түседі және 2-3 В-тан асатын мәнге ағып кетеді. Бірақ бұл жағдайда абай болу керек. рұқсат етілген шектен шығу. Кілт жабылған кезде оның кедергісі салыстырмалы түрде үлкен - 10 Ом-нан асады. Бұл мән p-n өткелінің кері ығысу тогы қосымша әсер ететіндіктен алынған. Дәл осындай күйде коммутациялық сигнал тізбегі мен басқару электроды арасындағы сыйымдылық 3-30 пФ диапазонында ауытқиды. Енді транзисторлық қосқышты ашайық. Схема мен тәжірибе көрсеткендей, сол кезде басқару электродының кернеуі нөлге жақындайды және жүктеме кедергісіне және ауыспалы кернеу сипаттамасына өте тәуелді болады. Бұл транзистордың қақпасының, дренажының және көзінің өзара әрекеттесуінің бүкіл жүйесіне байланысты. Бұл үзу режимінің жұмысында кейбір қиындықтар тудырады.
Бұл мәселенің шешімі ретінде арна мен қақпаның арасында өтетін кернеуді тұрақтандыратын әртүрлі схемалар әзірленді. Сонымен қатар, физикалық қасиеттерге байланысты бұл қуатта тіпті диодты қолдануға болады. Мұны істеу үшін оны блоктау кернеуінің алдыңғы бағытына қосу керек. Қажетті жағдай жасалса, диод жабылады, ал p-n өтуі ашылады. Ауыстырылған кернеу өзгерген кезде ол ашық қалады және оның арнасының кедергісі өзгермейді, көз мен кілттің кірісі арасында сізжоғары кедергісі бар резисторды қосыңыз. Ал конденсатордың болуы резервуарларды қайта зарядтау процесін айтарлықтай жылдамдатады.
Транзисторлық кілтті есептеу
Түсіну үшін есептеуге мысал келтіремін, деректеріңізді ауыстыруға болады:
1) Коллектор-эмиттер - 45 В. Жалпы қуат шығыны - 500 мВт. Коллектор-эмиттер - 0,2 В. Жұмыстың шекті жиілігі - 100 МГц. Базалық эмитент – 0,9 В. Коллектор тогы – 100 мА. Статистикалық ағымдағы тасымалдау коэффициенті – 200.
2) 60мА резистор: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Коллектордың кедергісі: 3,45\0,06=57,5 Ом.
4) Ыңғайлы болу үшін біз 62 Ом мәнін аламыз: 3, 45\62=0, 0556 мА.
5) Біз негізгі токты қарастырамыз: 56\200=0,28 мА (0,00028 А).
6) Негізгі резисторда қанша болады: 5 - 0, 9=4, 1В.
7) Негізгі резистордың кедергісін анықтаңыз: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ом.
Қорытынды
Соңында «электрондық кілттер» атауы туралы. Өйткені, жағдай токтың әсерінен өзгереді. Және ол нені бейнелейді? Бұл дұрыс, электронды төлемдердің жиынтығы. Екінші атау осыдан шыққан. Бар болғаны. Көріп отырғаныңыздай, транзисторлық қосқыштардың жұмыс принципі мен орналасуы күрделі нәрсе емес, сондықтан оны түсіну мүмкін болатын міндет. Айта кету керек, бұл мақаланың авторы да есте сақтау үшін кейбір анықтамалық әдебиеттерді пайдалануы керек болды. Сондықтан, терминологияға қатысты сұрақтарыңыз болса, техникалық сөздіктердің бар-жоғын еске түсіріп, жаңасын іздеуді ұсынамын.транзисторлық қосқыштар туралы ақпарат бар.
