Бесплатные Рефераты >>> Физика  



 

 

Электронные ключи

 
Лекция 1

Тема. Электронные ключи.

План

1.Назначение и параметры электронных ключей 2.Диодные ключи 3.Транзисторные ключи 1. 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 , , при замкнутом ключе , . При этом предполагается, что сопротивление разомкнутого ключа бесконечно велико, а сопротивление равно нулю.

рис. 1.1. 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 ;

током через ключ в разомкнутом состоянии ;

временем перехода ключа из одного состояния в другое (временем переключе-ния) .

Чем меньше значения этих величин, тем выше качество ключа.

2. 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

,где - прямое сопротивление диода.

Выходное напряжение

.

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

,

где - обратное сопротивление диода.

При этом выходное напряжение

.

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

рис. 1.2. 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 . В этом случае при диод открыт и , а при - закрыт и . Если изменить поляр-ность источника , то график функции приобретет вид, показанный пунктирной линией.

рис. 1.3. Схема и передаточная характеристика последовательного диодного ключа с ненулевым уровнем включения.

В качестве источника 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.

3. Транзисторные ключи

рис. 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 на выходных характеристиках транзистора; его называют режимом отсечки. В режиме отсечки ток базы , коллекторный ток равен начальному коллекторному току, а коллекторное напряжение . Режим отсечки реализуется при отрицательных потенциалах базы. Второе состояние определяется точкой и называется режимом насыщения. Он реализуется при положительных потенциалах базы. При этом ток базы определяется в основном сопротивлением резистора и , поскольку сопротивление открытого эмиттерного перехода мало. Коллекторный переход тоже открыт, и ток коллектора , а коллекторное напряжение . 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.

 


 

Энергия Гиббса
13 ПЛАН ВВЕДЕНИЕ 2 ЭНЕРГИЯ ГИББСА 3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 15 ...

Лазер
Вступление. Лазер.… Очень многие про него слышали. А кое – кто даже видел, хотя бы на фотографиях. Ну и что? Ничего интересного: трубка или коробочка, а из неё выходит тоненький лучик, иногда зелёный или синий, чаще – красный....

Сверхизлучение - спонтанное излучение многоатомной системы
РЕФЕРАТ ПО ТЕМЕ СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ - СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ МНОГОАТОМНОЙ СИСТЕМЫ УЧЕНИЦЫ 11А КЛАССА . ГИМНАЗИИ №25 . РЯСКИНОЙ НАТАЛЬИ . г. Ростов-на-Дону 1999 г. ОГЛАВЛЕНИЕ ОГЛАВЛЕНИЕ...

Билеты по физике
Билет 1 1. 1. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Равномерное движение. Сложение скоростей. 2. 2. Испарение жидкостей. Насыщенные и ненасыщенные пары....

Солнце - источник энергии
Реферат На тему: «Солнце – источник энергии» О солнце и его энергии написаны сотни книг. О нём пишут физики и химики, астрономы и астрофизики, географы и геологи, биологи и инженеры. И в этом нет ничего удивительного. Ведь...

Концепция современного естествознания информация
ЧАСТЬ 5. КОНЦЕПЦИИ САМООРГАНИЗАЦИИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ. 23. САМООРГАНИЗАЦИЯ КАК ОСНОВА ЭВОЛЮЦИИ. В настоящее время концепция самоорганизации получает все большее распространение не только в естествознании, но и в социально...

Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов.
Цель работы: определение диэлектрической проницаемости и поляризационных характеристик различных диэлектриков, изучение электрических свойств полей, в них исследование линейности и дисперсии диэлектрических свойств материалов. ...

Оптоволоконные линии связи
Российская Федерация Управление образования администрации города Славянска-на-Кубани и Славянского района Краснодарского края Муниципальное Учреждение Образования Средняя Общеобразовательная Школа №6 353840,...

Ультрафиолетовое излучение
I. Мы знаем, что длина электромагнитных волн бывает самой различной: от значений порядка 103 м (радиоволны) до 10-8 см (рентгеновские лучи). Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. Тем не менее, именно при...

Тунельные и барьерные эффекты
Московский Педагогический Государственный Университет Курсовая работа по квантовой механике на тему: Туннельные и барьерные эффекты. Приняла: Выполнила: студентка 4-го курса 1-ой группы физического факультета...

Ток в различных средах
[pic] 1. Введение Если соединить проволокой два проводника, между которыми была создана разность потенциалов, то потенциалы будут выравниваться, при этом заряды на проводниках перераспределяются, а в соединительной проволоке...