Xreferat.com » Рефераты по физике » Электронные ключи

Электронные ключи

Тема. .


План


1.Назначение и параметры электронных ключей

2.Диодные ключи

3.Транзисторные ключи

Назначение и параметры электронных ключей


Электронные ключи входят в состав многих импульсных устройств. Основу любого электронного ключа составляет активный элемент (полупроводниковый диод, транзистор), работающий в ключевом режиме. Ключевой режим характеризуется двумя состояниями ключа: "Включено" – "Выключено". На рисунке приведены упрощённая схема и временные диаграммы идеального ключа. При разомкнутом ключе Электронные ключи, Электронные ключи, при замкнутом ключе Электронные ключи, Электронные ключи. При этом предполагается, что сопротивление разомкнутого ключа бесконечно велико, а сопротивление равно нулю.

рис. 1.4. Схема, временные диаграммы тока и выходного напряжения идеального ключа.


В реальных ключах токи, а также уровни выходного напряжения, соответствующие состояниям "Включено" – "Выключено", зависят от типа и параметров применяемых активных элементов и переход из одного состояния в другое происходит не мгновенно, а в течение времени, обусловленного инерционностью активного элемента и наличием паразитных ёмкостей и индуктивностей цепи. Качество электронного ключа определяется следующими основными параметрами:

падением напряжения на ключе в замкнутом состоянии Электронные ключи;

током через ключ в разомкнутом состоянии Электронные ключи;

временем перехода ключа из одного состояния в другое (временем переключе­ния) Электронные ключи.

Чем меньше значения этих величин, тем выше качество ключа.

Диодные ключи


Простейший тип электронных ключей – диодные ключи. В качестве активных элементов в них используются полупроводниковые или электровакуумные диоды.

При положительном входном напряжении диод открыт и ток через него

Электронные ключи,
где Электронные ключи - прямое сопротивление диода.

Выходное напряжение

Электронные ключи.

Обычно Электронные ключи, тогда Электронные ключи. При отрицательном входном напряжении ток идет через диод

Электронные ключи,

где Электронные ключи - обратное сопротивление диода.

При этом выходное напряжение

Электронные ключи.

Как правило, Электронные ключи и Электронные ключи. При изменении полярности включения диода график функции Электронные ключи повернется на угол Электронные ключи вокруг начала координат.

Электронные ключирис. 1.4. Схема и передаточная характеристика последовательного диодного ключа с нулевым уровнем включения.


Приведенной выше схеме соответствует нулевой уровень включения (уровень входного напряжения, определяющий отрицание или запирание диода). Для изменении уровня включения в цепь ключа вводят источник напряжения смещения Электронные ключи. В этом случае при Электронные ключи диод открыт и Электронные ключи, а при Электронные ключи - закрыт и Электронные ключи. Если изменить поляр­ность источника Электронные ключи, то график функции приобретет вид, показанный пунктирной линией.

рис. 1.4. Схема и передаточная характеристика последовательного диодного ключа с ненулевым уровнем включения.


В качестве источника Электронные ключи часто используют резистивный делитель напряжения, подключенный к общему для электронного устройства источнику питания. Применяя переменный резистор как регулируемый делитель напряжения, можно изменять уровень включения.

Диодные ключи не позволяют электрически разделить управляющую и управляемые цепи, что часто требуется на практике. В этих случаях используются транзисторные ключи.

Транзисторные ключи

Электронные ключирис. 1.4. Схема и характеристики режима работы ключа на биполярном транзисторе.


Входная (управляющая) цепь здесь отделена от выходной (управляемой) цепи. Транзистор работает в ключевом режиме, характеризуемой двумя состояниями. Первое состояние определяется точкой Электронные ключи на выходных характеристиках транзистора; его называют режимом отсечки. В режиме отсечки ток базы Электронные ключи, коллекторный ток Электронные ключи равен начальному коллекторному току, а коллекторное напряжение Электронные ключи. Режим отсечки реализуется при отрицательных потенциалах базы. Второе состояние определяется точкой Электронные ключи и называется режимом насыщения. Он реализуется при положительных потенциалах базы. При этом ток базы определяется в основном сопротивлением резистора Электронные ключи и Электронные ключи, поскольку сопротивление открытого эмиттерного перехода мало. Коллекторный переход тоже открыт, и ток коллектора Электронные ключи, а коллекторное напряжение Электронные ключи. Из режима отсечки в режим насыщения транзистор переводится под воздействием положительного входного напряжения. При этом повышению входного напряжения (потенциала базы) соответствует понижение выходного напряжения (потенциала коллектора), и наоборот. Такой ключ называется инвертирующим (инвертором). В рассмотренном транзисторном ключе уровни выходного напряжения, соответствующие режимам отсечки и насыщения стабильны и почти не зависят от температуры. Повторяющий ключ выполняют по схеме эмиттерного повторителя.

Время переключения ключей на биполярных транзисторах определяется барьерными емкостями p-n-переходов и процессами накопления и рассасывания неосновных носителей заряда в базе. Для повышения быстродействия и входного сопротивления применяют ключи на полевых транзисторах.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: