Bei der Arbeit mit komplexen Sch altungen ist es sinnvoll, verschiedene technische Tricks anzuwenden, mit denen man mit wenig Aufwand ans Ziel kommt. Eine davon ist die Herstellung von Transistorsch altern. Was sind Sie? Warum sollten sie erstellt werden? Warum werden sie auch „elektronische Schlüssel“genannt? Was sind die Merkmale dieses Prozesses und worauf sollte ich achten?
Aus was bestehen Transistorsch alter
Sie werden mit Feldeffekt- oder Bipolartransistoren hergestellt. Erstere sind weiter unterteilt in MIS und Schlüssel, die einen Steuer-PN-Übergang haben. Unter bipolaren werden ungesättigte unterschieden. Ein 12-Volt-Transistorschlüssel wird in der Lage sein, die Grundbedürfnisse eines Funkamateurs zu erfüllen.
Statischer Betriebsmodus
Es analysiert den privaten und öffentlichen Zustand des Schlüssels. Der erste Eingang enthält einen niedrigen Spannungspegel, der ein logisches Nullsignal anzeigt. In diesem Modus verlaufen beide Übergänge in entgegengesetzter Richtung (es wird ein Cutoff erzielt). Und nur thermisch kann den Kollektorstrom beeinflussen. Im geöffneten Zustand liegt am Eingang des Schlüssels ein hoher Spannungspegel an, der dem logischen Einheitssignal entspricht. Es ist möglich, in zwei Modi zu arbeitengleichzeitig. Eine solche Leistung kann im Sättigungsbereich oder im linearen Bereich der Ausgangskennlinie liegen. Wir werden näher darauf eingehen.
Schlüsselsättigung
In solchen Fällen sind die Transistorübergänge in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Wenn sich also der Basisstrom ändert, ändert sich der Kollektorwert nicht. Bei Siliziumtransistoren werden ungefähr 0,8 V benötigt, um eine Vorspannung zu erh alten, während bei Germaniumtransistoren die Spannung zwischen 0,2 und 0,4 V schwankt. Wie wird im Allgemeinen eine Tastensättigung erreicht? Dadurch erhöht sich der Basisstrom. Aber alles hat seine Grenzen, ebenso wie die zunehmende Sättigung. Wenn also ein bestimmter Stromwert erreicht ist, hört er auf zu steigen. Und warum Schlüsselsättigung durchführen? Es gibt einen speziellen Koeffizienten, der den Stand der Dinge anzeigt. Mit seiner Erhöhung nimmt die Belastbarkeit von Transistorsch altern zu, destabilisierende Faktoren beginnen mit weniger Kraft zu wirken, aber die Leistung verschlechtert sich. Daher wird der Wert des Sättigungskoeffizienten aus Kompromissüberlegungen ausgewählt, wobei der Schwerpunkt auf der auszuführenden Aufgabe liegt.
Nachteile eines ungesättigten Schlüssels
Und was passiert, wenn der optimale Wert nicht erreicht wurde? Dann gibt es solche Nachteile:
- Die Spannung des öffentlichen Schlüssels fällt ab und verliert auf etwa 0,5 V.
- Störfestigkeit wird sich verschlechtern. Dies ist auf den erhöhten Eingangswiderstand zurückzuführen, der in den Tasten beobachtet wird, wenn sie sich im geöffneten Zustand befinden. Daher werden Störungen wie Überspannungen ebenfalls dazu führenÄndern der Parameter von Transistoren.
- Gesättigter Schlüssel hat erhebliche Temperaturstabilität.
Wie Sie sehen können, ist dieser Prozess immer noch besser durchzuführen, um letztendlich ein perfekteres Gerät zu erh alten.
Leistung
Dieser Parameter hängt von der maximal zulässigen Frequenz ab, bei der eine Signalumsch altung durchgeführt werden kann. Diese wiederum hängt von der Dauer des Einschwingvorgangs ab, die durch die Trägheit des Transistors bestimmt wird, sowie vom Einfluss parasitärer Parameter. Um die Geschwindigkeit eines Logikelements zu charakterisieren, wird häufig die durchschnittliche Zeit angegeben, die auftritt, wenn ein Signal verzögert wird, wenn es zu einem Transistorsch alter übertragen wird. Die Sch altung, die es anzeigt, zeigt normalerweise einen solchen durchschnittlichen Antwortbereich.
Interaktion mit anderen Tasten
Dazu werden Verbindungselemente verwendet. Wenn also die erste Taste am Ausgang einen hohen Spannungspegel hat, öffnet die zweite am Eingang und arbeitet im angegebenen Modus. Umgekehrt. Eine solche Kommunikationssch altung beeinflusst die beim Umsch alten auftretenden Einschwingvorgänge und die Geschwindigkeit der Tasten erheblich. So funktioniert ein Transistorsch alter. Am gebräuchlichsten sind Sch altungen, bei denen die Wechselwirkung nur zwischen zwei Transistoren stattfindet. Dies bedeutet jedoch keineswegs, dass dies nicht von einem Gerät ausgeführt werden kann, in dem drei, vier oder sogar mehr Elemente verwendet werden. Aber in der Praxis ist es schwierig, eine Anwendung dafür zu finden,daher wird der Betrieb eines Transistorsch alters dieses Typs nicht verwendet.
Was soll ich wählen
Womit lässt sich besser arbeiten? Stellen wir uns vor, wir haben einen einfachen Transistorsch alter, dessen Versorgungsspannung 0,5 V beträgt. Dann können mit einem Oszilloskop alle Änderungen erfasst werden. Wenn der Kollektorstrom auf 0,5 mA eingestellt ist, fällt die Spannung um 40 mV ab (die Basis beträgt etwa 0,8 V). Nach den Maßstäben der Aufgabe können wir sagen, dass dies eine ziemlich erhebliche Abweichung ist, die den Einsatz in einer Reihe von Sch altungen, beispielsweise in analogen Signalsch altern, einschränkt. Daher verwenden sie spezielle Feldeffekttransistoren, bei denen ein p-n-Übergang zur Steuerung vorhanden ist. Ihre Vorteile gegenüber ihren bipolaren Verwandten sind:
- Kleine Restspannung am Schlüssel im Zustand der Verkabelung.
- Hoher Widerstand und dadurch ein kleiner Strom, der durch ein geschlossenes Element fließt.
- Niedriger Stromverbrauch, daher keine nennenswerte Steuerspannung erforderlich.
- Es ist möglich, elektrische Signale mit niedrigem Pegel zu sch alten, die Einheiten von Mikrovolt sind.
Die transistorisierte Relaistaste ist die ideale Anwendung für den Feldeinsatz. Natürlich wird diese Nachricht hier nur gepostet, damit die Leser eine Vorstellung von ihrer Anwendung haben. Ein wenig Wissen und Einfallsreichtum - und die Möglichkeiten der Implementierungen, in denen es Transistorsch alter gibt, werden sehr viele erfunden werden.
Arbeitsbeispiel
Lass uns einen genaueren Blick darauf werfen,wie ein einfacher Transistorsch alter funktioniert. Das gesch altete Signal wird von einem Eingang übertragen und von einem anderen Ausgang abgenommen. Um den Schlüssel zu sperren, wird an das Gate des Transistors eine Spannung angelegt, die die Werte von Source und Drain um einen Wert größer als 2-3 V überschreitet. In diesem Fall sollte jedoch darauf geachtet werden, dies nicht zu tun den zulässigen Bereich überschreiten. Wenn der Schlüssel geschlossen ist, ist sein Widerstand relativ groß - mehr als 10 Ohm. Dieser Wert wird dadurch erh alten, dass der Sperrstrom des p-n-Übergangs zusätzlich wirkt. Im gleichen Zustand schwankt die Kapazität zwischen dem gesch alteten Signalkreis und der Steuerelektrode im Bereich von 3–30 pF. Jetzt öffnen wir den Transistorsch alter. Die Sch altung und die Praxis werden zeigen, dass dann die Spannung der Steuerelektrode gegen Null geht und stark vom Lastwiderstand und der gesch alteten Spannungscharakteristik abhängt. Dies ist auf das gesamte System der Wechselwirkungen von Gate, Drain und Source des Transistors zurückzuführen. Dies verursacht einige Probleme für den Betrieb im Unterbrechermodus.
Als Lösung dieses Problems wurden verschiedene Sch altungen entwickelt, die die zwischen Kanal und Gate fließende Spannung stabilisieren. Darüber hinaus kann aufgrund der physikalischen Eigenschaften sogar eine Diode in dieser Kapazität verwendet werden. Dazu sollte er in Durchlassrichtung in die Sperrspannung einbezogen werden. Wenn die erforderliche Situation geschaffen wird, schließt die Diode und der p-n-Übergang öffnet sich. Damit sich die gesch altete Spannung ändert, bleibt sie offen und der Widerstand ihres Kanals ändert sich nicht zwischen der Quelle und dem Eingang des SchlüsselsSch alten Sie den hochohmigen Widerstand ein. Und das Vorhandensein eines Kondensators beschleunigt das Aufladen der Tanks erheblich.
Transistorschlüsselberechnung
Zum Verständnis gebe ich ein Berechnungsbeispiel, Sie können Ihre Daten ersetzen:
1) Kollektor-Emitter - 45 V. Gesamtverlustleistung - 500 mW. Kollektor-Emitter - 0,2 V. Grenzbetriebsfrequenz - 100 MHz. Basis-Emitter - 0,9 V. Kollektorstrom - 100 mA. Statistisches Stromübertragungsverhältnis – 200.
2) 60mA Widerstand: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Kollektorwiderstandswert: 3,45\0,06=57,5 Ohm.
4) Der Einfachheit halber nehmen wir den Wert von 62 Ohm: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Wir betrachten den Basisstrom: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Wie viel wird auf dem Basiswiderstand liegen: 5 - 0, 9=4, 1 V.
7) Bestimmen Sie den Widerstand des Basiswiderstands: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Schlussfolgerung
Und zum Schluss noch etwas zum Namen "elektronische Schlüssel". Tatsache ist, dass sich der Zustand unter dem Einfluss von Strom ändert. Und was stellt er dar? Richtig, die Gesamtheit der elektronischen Ladungen. Daraus leitet sich der zweite Name ab. Das ist alles. Wie Sie sehen können, sind das Funktionsprinzip und die Anordnung von Transistorsch altern nicht kompliziert, daher ist es eine machbare Aufgabe, dies zu verstehen. Es sei darauf hingewiesen, dass selbst der Autor dieses Artikels einige Referenzliteratur verwenden musste, um sein eigenes Gedächtnis aufzufrischen. Wenn Sie Fragen zur Terminologie haben, empfehle ich Ihnen daher, sich an die Verfügbarkeit von Fachwörterbüchern zu erinnern und nach einem neuen zu suchen. Informationen zu Transistorsch altern gibt es.
