Transistorlar tugmachalari. Sxema, ishlash printsipi

Murakkab sxemalar bilan ishlashda turli xil texnik vositalarni qo'llash foydalidir, bu esa kichik maqsadlar uchun belgilangan maqsadga erishishga imkon beradi. Ularning biri tranzistor kalitlarni yaratishdir. Ular nima? Nima uchun ular yaratilishi kerak? Nima uchun ular "elektron kalitlar" deb ataladi? Ushbu jarayonning xususiyatlari nimada va nimaga e'tibor qaratish kerak?

Transistorli kalitlar nima?

Ular maydon yoki bipolyar tranzistorlar yordamida amalga oshiriladi . Birinchisi, MDP larga va boshqaruv pn-birikmasiga ega kalitlarga bo'linadi. Bipolyar, to'yingan bo'lmaganlar farqlanadi. Transistor kaliti 12 volt radio amatörlarining asosiy talablarini qondirishi mumkin.

Statik ish tartibi

Kalitning yopiq va ochiq holatini tahlil qiladi. Birinchidan, kirishda past kuchlanish darajasi mavjud, bu mantiqiy nolinchi signalni ko'rsatadi. Ushbu rejimda ikkala o'tish ham qarshi tomonda (kesish olinadi). Va kollektor oqimiga faqat termal oqim ta'sir qilishi mumkin. Ochiq holda, yuqori kuchlanish darajasi kalitning kiritilishida mantiqiy birlikning signaliga mos keladi. Bir vaqtning o'zida ikki rejimda ishlash mumkin. Bunday funktsiya to'yinganlik hududida yoki chiqish xarakteristikasining lineer qismida bo'lishi mumkin. Ularni batafsilroq ko'rib chiqamiz.

Kalitning to'yinganligi

Bunday hollarda tranzistor o'tishlari oldinga yo'naltiriladi. Shuning uchun, agar tayanch oqimi o'zgargan bo'lsa, kollektordagi qiymat o'zgarmaydi. Kremniyli tranzistorlarda taxminan 0,8 V gektarlik hosil qilish uchun talab qilinadi, germanynlar uchun esa kuchlanish 0,2-0,4 V gacha o'zgarib turadi. Umuman olganda, asosiy doygunlik qanday amalga oshiriladi? Buning uchun tayanch oqim oshadi. Ammo har bir narsa o'z chegaralari va to'yinganligi oshadi. Shunday qilib, ma'lum bir joriy qiymatga erishilganda, u ortib bormoqda. Nima uchun kalitni to'ldirish kerak? Ishlarning holatini aks ettiradigan maxsus koeffitsient mavjud. Uning ortishi bilan tranzistor tugmachalarining yuk hajmi, barqarorlashtiruvchi omillar kamroq kuch bilan ta'sir qila boshlaydi, lekin ishlash degradatsiyasi. Shuning uchun, to'yinganlik koeffitsientining qiymati bajarilishi kerak bo'lgan vazifaga muvofiq kelishuv qarashlaridan tanlanadi.

To'yinmagan kalitning kamchiliklari

Va eng maqbul qiymatga erishilmasa nima bo'ladi? Keyin bunday kamchiliklar bo'ladi:

1. Jamoat kalitining kuchlanishi taxminan 0,5 Vga tushadi.
2. Shovqin immuniteti yomonlashadi. Buning sababi, ochiq bo'lganida tugmalarda kuzatiladigan kirish empedansining ortishi. Shuning uchun kuchlanish sur'ati kabi shovqinlar tranzistorlar parametrlarining o'zgarishiga olib keladi.
3. Doygun kaliti muhim haroratga ega.

Ko'rib turganingizdek, bu jarayon oxir-oqibatda mukammal qurilma olish uchun yanada yaxshi ishlaydi.

Tezlik

Bu parametr signal uzatishni amalga oshirish mumkin bo'lgan maksimal ruxsat etilgan chastotaga bog'liq. Bu o'z navbatida tranzistorning inertsiyasi va parazit parametrlarining ta'siri bilan belgilanadigan vaqtinchalik jarayonning davomiyligiga bog'liq. Mantiqiy elementning tezligini o'lchash uchun signal uzatilganda sodir bo'ladigan o'rtacha vaqt, tranzistor kalitiga uzatilganda ko'rsatiladi. Ko'rsatadigan sxema, odatda bunday o'rtacha javob oralig'i va ko'rsatiladi.

Boshqa tugmalar bilan o'zaro aloqa

Buning uchun aloqa elementlari ishlatiladi. Shunday qilib, chiqishda birinchi kalit yuqori kuchlanish darajasiga ega bo'lsa, ikkinchisi ochilishi oldindan belgilangan rejimda ochiladi va ishlaydi. Va teskari. Bunday aloqa tarmog'i kalitlarni almashtirish va tugash vaqtida yuzaga keladigan transientlarni sezilarli darajada ta'sir qiladi. Transistor kaliti qanday ishlaydi? Eng keng tarqalgan bo'lib, o'zaro ta'sirlar faqat ikkita tranzistor o'rtasida sodir bo'lgan davrlardir. Biroq, bu uch, to'rt yoki undan ko'p element qo'llanilishi mumkin bo'lgan asbobni yaratib bo'lmaydi degani emas. Ammo amalda bunday dasturni topish qiyin, shuning uchun bunday turdagi tranzistor kalit ishlatilmaydi.

Nima tanlash kerak

Qanday ish bilan ishlash yaxshi? Tasavvur qilaylik, bizda 0,5 V besleme zo'riqishida oddiy tranzistorli tugma mavjud. Keyin osiloskop bilan barcha o'zgarishlarni yozib olishingiz mumkin. Agar kollektor oqimi 0,5 mA ga teng bo'lsa, kuchlanish 40 mVga tushadi (tayanch taxminan 0,8 V). Muammoning chora-tadbirlari bilan, bu butun davriy davrlarda foydalanishga cheklov qo'yadigan, masalan, analog signali kalitlarga nisbatan sezilarli sezilarli o'zgarish deb aytiladi . Shuning uchun, ular maxsus pn-kavşağı bo'lgan maxsus field-effect transistorlar foydalanadi. Bipolyar qarindosh-urug'larga nisbatan ularning afzalliklari quyidagilardir:

1. Bolal holatidagi kalitdagi qoldiq kuchlanishning noaniq qiymati.
2. Oliy qarshilik va natijada yopiq elementdan oqadigan kichik oqim.
3. Kam quvvat sarflanadi, shuning uchun nazorat qilish kuchlanishining muhim manbaiga ehtiyoj qolmaydi.
4. Bir necha mikrovolt bo'lgan past darajadagi elektr signallarini o'zgartirishingiz mumkin.

O'rnimizni tranzistor tugmasi maydon uchun ideal dastur hisoblanadi. Albatta, bu xabar faqatgina o'quvchilarga ularning qo'llanilishi to'g'risida g'amxo'rlik qilish uchun joylashtirilgan. Kichik bilim va tushunish - va tranzistor kalitlari mavjud bo'lgan realizatsiya imkoniyatlari ko'plab ixtiro qilinadi.

Ishning misoli

Keling, oddiy tranzistorli switchning qanday ishlashini ko'rib chiqaylik. O'tkazilgan signal bir kirishdan uzatiladi va boshqa chiqishdan chiqariladi. Kalitni blokirovka qilish uchun tranzistorning eshigiga kuchlanish manbai beriladi, bu esa manba va drenaj qiymatlarini 2-3 V dan oshib ketadi. Biroq, ruxsat berilgan oraliqdan oshmasligi uchun ehtiyot bo'lish kerak. Kalit yopilganda uning qarshiligi nisbatan katta - 10 ohmdan oshadi. Ushbu qiymat pn birikmasining teskari bias oqimiga qo'shimcha ravishda ta'sir qiladi. Xuddi shu holatda, anahtarlama uzatish davri va nazorat elektrotunun orasidagi imkoniyatlar, 3-30 pF oralig'ida o'zgarib turadi. Endi transistorli kalitni oching. Vaqt va amaliyot shuni ko'rsatadiki, nazorat elektrodining kuchlanishi nolga yaqin bo'ladi va yukka chidamliligi va o'zgaruvchan kuchlanish xarakteristikasiga juda bog'liq. Buning natijasida tranzistorning eshik, drenaj va manba shovqinlari tizimi mavjud. Bu to'sarlarning ishlashi uchun muayyan muammolarni keltirib chiqaradi.

Ushbu muammoni echish uchun kanal va eshik o'rtasida oqim kuchlanishini barqarorlashtirishni ta'minlaydigan turli sxemalar ishlab chiqildi. Va bu jismoniy xususiyatlar tufayli, hatto, bu diyot foydalanish mumkin. Buning uchun u yopilish kuchlanishining to'g'ridan-to'g'ri yo'nalishiga kiritilishi kerak. Agar kerakli vaziyat yaratilsa, diod yopiladi va pn-birikmasi ochiladi. Anahtarlamalı voltajı o'zgartirish uchun, u ochiq qoladi va kanalning qarshiligi o'zgarmaydi, manba va kalit kiritish o'rtasida yuqori qarshilik qarshiligi ulanishi mumkin. Kondensatorning mavjudligi tanklarni qayta zaryadlash jarayonini sezilarli darajada tezlashtiradi.

Transistorli kalitlarni hisoblash

Hisoblashni misol qilib keltiraman, sizning ma'lumotlaringizni almashtirishingiz mumkin:

1) Kollektor emitteri - 45 V. Jami quvvatni tarqatish - 500 mv. Kollektor emitörü - 0,2 V. Operatsion chegara chastotasi - 100 MGts. Asosiy emitter - 0,9 V. To'sar oqimi - 100 mA. Joriy uzatishning statistik koeffitsienti 200 tani tashkil etadi.

2) Hozirgi 60 mA uchun qarshilik: 5-1,35-0,2 = 3,45.

3) Collector qarshilik reytingi: 3.45 \ 0.06 = 57.5 Ohm.

4) qulaylik uchun 62 ohm nominal qiymatini olamiz: 3.45 \ 62 = 0.0556 mA.

5) Asosiy oqimni ko'rib chiqing: 56 \ 200 = 0.28 mA (0.00028 A).

6) bazaning rezistorida qanchacha bo'ladi: 5 - 0,9 = 4,1V.

7) Boz qarshilik direncini aniqlang: 4.1 \ 0.00028 = 14.642.9 Ohm.

Xulosa

Va nihoyat "elektron kalitlar" nomi haqida. Haqiqat shundaki, davlat hozirgi ta'sir ostida o'zgarib turadi. Va u nima o'zi? To'g'ri, elektron to'lovlarni to'plash. Bu ikkinchi ism. Hammasi shu. Ko'rib turganingizdek, operatsion printsipi va tranzistor kalitlari sxemasi murakkab narsa emas, shuning uchun buni tushunish - buni amalga oshirish mumkin. Shunisi e'tiborga loyiqki, hatto ushbu maqola muallifi o'z xotirasini yangilab turadigan bir nechta ma'lumotga muhtoj. Shuning uchun, terminologiyaga oid savollar tug'ilganda, men sizga texnik lug'atlarning mavjudligini eslayman va u erda tranzistor kalitlari haqida yangi ma'lumotni qidirishni taklif qilmoqchiman.