Статический режим

Ключи на биполярных и полевых транзисторах. Статический и динамический режим работы.

Ключ на БПТ.

Резистор в цепи базы служит для задания необходимого тока базы. Резистор является внутренней нагрузкой ключа, а резистор – его внешней нагрузкой. Предельной нагрузкой, при которой ключ еще должен сохранять свои параметры, считают величину

Статический режим.

В статическом режиме ключ может быть закрыт (транзистор находится в режиме отсечки) либо открыт (транзистор находится в режиме насыщения). Ключ закрыт, когда напряжение на входе меньше напряжения логического нуля . Если входное напряжение равно нулю, транзистор находится в состоянии отсечки. В этом режиме
Динамический режим.

Переходные процессы определяются: наличием емкостей эмиттерного и коллекторного переходов. При переключениях происходит заряд и разряд этих емкостей. Накоплением и рассасыванием неосновных носителей в базе при переходе транзистора в режимы насыщения и отсечки.

На интервале времени ключ закрыт.
С момента начала отпирания транзистора начинается формирование фронта выходного импульса (интервал ). Когда ток коллектора достигает уровня , напряжение на коллекторе уменьшается до величины . Ток базы достигает величины и продолжает увеличиваться, а в базе происходит накопление неосновных носителей. После окончания действия входного импульса начинается рассасывание избыточного заряда в базе. За счет этого коллекторный ток не меняется в течение времени . Затем начинается спад коллекторного тока. Одновременно растет напряжение коллектора. Общая длительность выключения

Здесь – время спада коллекторного тока.

Электронные ключи на полевых транзисторах.

из всего многообразия полевых транзисторов для построения электронных ключей наибольшее распространение получили МДП - транзисторы с индуцированным каналом. Транзисторы этого типа характеризуются пороговым напряжением, при котором возникает проводимость канала

Рис. 3

Переходные процессы в ключах на полевых транзисторах обусловлены переносом носителей через канал и перезарядом междуэлектродных емкостей, емкостей нагрузки и монтажа. Так как электроны обладают более высоким быстродействием, чем дырки, то n-канальные транзисторы обладают лучшим быстродействием по сравнению с р-канальными.

Переходные процессы в ключах на МДП транзисторах происходят, как показано на рис. 4.

На первом этапе происходит заряд емкости и перезаряд до напряжения на затворе, равном пороговому. Транзистор при этом остается запертым. Длительность этого этапа: На втором этапе транзистор отпирается и переходит в активный усилительный режим. На этом этапе перезаряд замедляется за счет действия отрицательной обратной связи (эффект Миллера). В течение 3-го этапа напряжение на затворе остается практически постоянным. По окончании перезаряда емкости напряжение на затворе увеличивается до величины . Выключение происходит в обратном порядке.