|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы 273КТ1 (гибридная интегральная схема) [4, 63]. -Для управления-прерывателем используется трансформатор, позволяющий выполнить развязку цепей управления й коммутируемого сигнала. Управляющим сигналом является последовательность высокочастотных импульсных сигналов (динамическое управление). Управляющие сигналы можно подавать на ключ непосредственно с выходов ТТЛ-схем. Аналоговый ключ 273КТ1 имеет следующие параметры: прямое сопротивление не более 100 Ом; ток утечки в состоянии «выключено» 100 нА; время задержки включения порядка 1 мкс; время задержки выключения не более 5 мкс. s о~ Рис. 3.9. Интегральные ключи (прерыватели): с -типа 101КТ1, б -типа 124КТ1  Рис. 3.10. Ключ с управлением режимом работы операционного усилителя На рис. 3.10 приведена схема аналогового ключа, выполненного на биполярном транзисторе типа п-р-п и операционном усилителе 140УД12 [2]. Ключ имеет высокое входное сопротивление и управляется небольшими перепадами напряжений, подаваемыми на вход транзистора. При отрицательном управляющем напряжении транзистор закрыт, через резистор Rz проходит только тепловой коллекторный: ток транзистора, операционный усилитель закрыт и входной сигнал ЫвхНа выход не передается. Когда управляющий сигнал приводиг транзистор в режим насыщения, через резистор Rz (его значение сотни кОм) от источника питания усилителя f/и.п проходит управляющий ток /у » Uyi.jRi (десятки микроампер), операционный усилитель переходит в нормальный режим работы и входной сигнал передается на выход. В ключах тока (в отличие от ключей напряжения) биполярные транзисторы работают в ненасыщенном режиме, поэтому быстродействие их велико и составляет единицы и десятки наносекунд. Однако-биполярные транзисторы не всегда пригодны для переключения тока, так как ток управления ключа проходит по сигнальной цепи. Поэтому входной ток будет отличаться от выходного на величину управляющего тока. Особенности построения токовых ключей на биполярных транзисторах рассмотрены в [12, 39]. Аналоговые ключи на полевых транзисторах с управляющим р-п-переходом. Полевые транзисторы разделяются на п- и /?-канал*нбю. Транзисторы с каналом п-типа имеют лучшие частотные сюйства, так как подвижность электронов выше подвижности дырок. Полевые транзисторы управляются напряжением, не потребляют в статических режимах ток от источника управляющих сигналов, имеют высокую степень гальванической развязки между сигнальной и управляющей цепями. В запертом состоянии они имеют малые токи утечки (единицы наноампер при комнатной температуре), а в открытом - остаточное напряжение, близкое к нулю. Отмеченные свойства позволяют строить   Рис. 3.11. Выходная (о) и передаточная (б) характеристики я-каналЁного транзистора с управляющим р-я-переходом на полевых транзисторах точные ключи напряжения и тока. К недостаткам ключей на полевых транзисторах следует отнести большие перепады управляющего напряжения для переключения транзистора из режима отсечки в проводящее состояние, а также относительно низкое быстродействие. Сопротивление открытого ключа (сопротивление сток-исток при нулевом напряжении между затвором и каналом) зависит от типа проводимости канала и его геометрических размеров. У п-канальных транзисторов это сопротивление составляет от 5 до 100 Ом. При изменении температуры окружающей среды сопротивление изменяется приблизительно линейно на 0,6% на 1° С 1701. На рис. 3.11, а, б приведены типовые выходная и передаточная характеристики «-канального транзистора. Выходная имеет две характерные области: крутую I и пологую 2. В крутой области ток стока гс возрастает линейно с увеличением напряжения сток-исток при постоянном напряжении на затворе относительно истока, что свидетельствует о постоянстве сопротивления канала транзистора в этом режиме. В пологой области характеристик ток стока почти не зависит от напряжения а зависит лишь от напряжения затвор- исток Ыдд. Точка а на характеристике соответствует току стока насыщения /дд при напряжении = 0. При любом другом отрицательном напряжении справедливо следующее соотношение для тока стока 170]: где VoTc - напряжение отсечки канала, при котором ток стока можно считать с определенней точностью равным нулю (в паспортных данных f/oto дается для тока г,. = 10 20 мкА). Схема последовательного ключа напряжения с цепью управления, состоящей из диода Д и конденсатора С, на п-канальном транзисторе приведена на рис. 3.12, а. Для размыкания ключа (закрывания транзистора) необходимо подать на затвор отрицательное напряжение (рис. 3.12, б), превышающее по абсолютному значению напряжение отсечки (f/yiip > WoTcD- При этом необходимо иметь в виду, что и"" Рис. 3.12. Схема ключа на я-канальном транзисторе с управляющим /7-п-переходом (о) и управляющее напряжение (б)  Рис. 3.13. Зависимость остаточного напряжения на открытом транзисторе от управляющего сигнала напряжение отсечки имеет большой разброс. Через сопротивление нагрузки будет протекать только очень малый ток утечки закрытого транзистора (единицы наноампер). Для полного отпирания транзистора необходимо подать управляющее положительное напряжение С/упр == "вх- В этом случае напряжение и, = О, канал транзистора полностью откроется и ток стока: = ("вх-"ост)/н. где и - остаточное напряжение сток-исток на открытом транзисторе. Для уменьшения напряжения необходимо, чтобы рабочая точка находилась в крутой области выходных характеристик и транзистор работал с малыми значениями тока г. На рис. 3.13 приведена зависимость остаточного напряжения и на открытом транзисторе при го напряжения и. При напряжении «g„ = О сопротивление открытого транзистора выхо ~ "си/с будет наименьшим. Напряжение и прямо пропорционально току и равно нулю при = 0. Диод Д в схеме рис. 3.12, а необходим для фиксации потенциала затвора на уровне напряжения «вх при коммутации изменяющегося по величине напряжения. Когда напряжение «вх< f/"ynp. Диод закрывается, через обратное сопротивление его и прямо смещенный переход атвор-исток транзистора протекает уравнительный ток, под действием которого фиксируется потенциал затвора на уровне напряжения wbx- Отсутствие фиксирующего диода привело бы к изменению напряжения на переходе затвор-исток и тем самым к модуляции сопротивления открытого канала транзистора. Для отрицательного 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [ 30 ] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 |