Lorsque vous travaillez avec des circuits complexes, il est utile d'utiliser diverses astuces techniques qui vous permettent d'atteindre votre objectif avec peu d'effort. L'un d'eux est la création de commutateurs à transistors. Que sont-ils? Pourquoi devraient-ils être créés ? Pourquoi les appelle-t-on aussi « clés électroniques » ? Quelles sont les caractéristiques de ce processus et à quoi dois-je faire attention ?
De quoi sont faits les interrupteurs à transistors
Ils sont fabriqués à l'aide de transistors à effet de champ ou bipolaires. Les premiers sont ensuite divisés en MIS et en clés qui ont une jonction de contrôle p – n. Parmi les bipolaires, on distingue les non saturés. Une clé à transistor 12 Volts pourra répondre aux besoins de base d'un radioamateur.
Mode de fonctionnement statique
Il analyse l'état privé et public de la clé. La première entrée contient un niveau de tension bas, qui indique un signal de zéro logique. Dans ce mode, les deux transitions sont dans le sens opposé (une coupure est obtenue). Et seul le thermique peut affecter le courant du collecteur. A l'état ouvert, à l'entrée de la clé se trouve un niveau de tension haut correspondant au signal de l'unité logique. Il est possible de travailler en deux modessimultanément. Une telle performance peut être dans la région de saturation ou la région linéaire de la caractéristique de sortie. Nous y reviendrons plus en détail.
Saturation des touches
Dans de tels cas, les jonctions du transistor sont polarisées en direct. Par conséquent, si le courant de base change, la valeur du collecteur ne changera pas. Dans les transistors au silicium, il faut environ 0,8 V pour obtenir une polarisation, tandis que pour les transistors au germanium, la tension fluctue entre 0,2 et 0,4 V. Comment la saturation des touches est-elle généralement obtenue ? Cela augmente le courant de base. Mais tout a ses limites, tout comme l'augmentation de la saturation. Ainsi, lorsqu'une certaine valeur de courant est atteinte, elle cesse d'augmenter. Et pourquoi effectuer une saturation des touches ? Il y a un coefficient spécial qui affiche l'état des choses. Avec son augmentation, la capacité de charge des commutateurs à transistors augmente, les facteurs de déstabilisation commencent à influencer avec moins de force, mais les performances se détériorent. Par conséquent, la valeur du coefficient de saturation est choisie à partir de considérations de compromis, en se concentrant sur la tâche qui devra être effectuée.
Inconvénients d'une clé non saturée
Et que se passe-t-il si la valeur optimale n'a pas été atteinte ? Ensuite, il y aura de tels inconvénients:
- La tension de la clé publique va baisser et perdre à environ 0,5 V.
- L'immunité au bruit va se détériorer. Cela est dû à la résistance d'entrée accrue observée dans les touches lorsqu'elles sont à l'état ouvert. Par conséquent, les interférences telles que les surtensions entraîneront égalementchanger les paramètres des transistors.
- La clé saturée a une stabilité de température significative.
Comme vous pouvez le voir, ce processus est encore mieux à réaliser afin d'obtenir finalement un appareil plus parfait.
Performance
Ce paramètre dépend de la fréquence maximale autorisée lorsque la commutation de signal peut être effectuée. Celle-ci dépend à son tour de la durée du transitoire, qui est déterminée par l'inertie du transistor, ainsi que de l'influence des paramètres parasites. Pour caractériser la vitesse d'un élément logique, on indique souvent le temps moyen qui se produit lorsqu'un signal est retardé lorsqu'il est transmis à un interrupteur à transistor. Le circuit qui l'affiche affiche généralement une telle plage de réponse moyenne.
Interaction avec d'autres touches
Les éléments de connexion sont utilisés pour cela. Ainsi, si la première clé à la sortie a un niveau de tension élevé, la seconde s'ouvre à l'entrée et fonctionne dans le mode spécifié. Et vice versa. Un tel circuit de communication affecte de manière significative les processus transitoires qui se produisent lors de la commutation et la vitesse des touches. C'est ainsi que fonctionne un interrupteur à transistor. Les plus courants sont les circuits dans lesquels l'interaction n'a lieu qu'entre deux transistors. Mais cela ne signifie pas du tout que cela ne peut pas être fait par un appareil dans lequel trois, quatre éléments ou même plus seront utilisés. Mais en pratique, il est difficile de trouver une application à cela,par conséquent, le fonctionnement d'un interrupteur à transistor de ce type n'est pas utilisé.
Que choisir
Qu'est-ce qu'il vaut mieux travailler ? Imaginons que nous ayons un simple interrupteur à transistor dont la tension d'alimentation est de 0,5 V. Ensuite, à l'aide d'un oscilloscope, il sera possible de capturer tous les changements. Si le courant du collecteur est réglé sur 0,5 mA, la tension chutera de 40 mV (la base sera d'environ 0,8 V). Selon les normes de la tâche, on peut dire qu'il s'agit d'un écart assez important, qui impose une restriction à l'utilisation dans un certain nombre de circuits, par exemple dans les commutateurs de signaux analogiques. Par conséquent, ils utilisent des transistors à effet de champ spéciaux, où il y a une jonction de contrôle p – n. Leurs avantages par rapport à leurs cousins bipolaires sont:
- Petite quantité de tension résiduelle sur la clé dans l'état du câblage.
- Haute résistance et, par conséquent, un petit courant qui traverse un élément fermé.
- Faible consommation d'énergie, donc aucune tension de commande importante n'est nécessaire.
- Il est possible de commuter des signaux électriques de bas niveau qui sont des unités de microvolts.
La clé à relais transistorisée est l'application idéale pour le terrain. Bien sûr, ce message est posté ici uniquement pour que les lecteurs aient une idée de leur application. Un peu de connaissance et d'ingéniosité - et les possibilités d'implémentations dans lesquelles il y a des commutateurs à transistors, un grand nombre seront inventées.
Exemple de travail
Regardons de plus près,comment fonctionne un simple interrupteur à transistor. Le signal commuté est transmis d'une entrée et retiré d'une autre sortie. Pour verrouiller la clé, une tension est appliquée sur la grille du transistor, qui dépasse les valeurs de la source et du drain d'une valeur supérieure à 2-3 V. Mais dans ce cas, il faut veiller à ne pas aller au-delà de la plage autorisée. Lorsque la clé est fermée, sa résistance est relativement importante - plus de 10 ohms. Cette valeur est obtenue du fait que le courant de polarisation inverse de la jonction p-n affecte également. Dans le même état, la capacité entre le circuit de signal commuté et l'électrode de commande fluctue dans la plage de 3 à 30 pF. Ouvrons maintenant l'interrupteur à transistor. Le circuit et la pratique montreront qu'alors la tension de l'électrode de commande approchera de zéro et dépendra fortement de la résistance de charge et de la caractéristique de tension commutée. Ceci est dû à tout le système d'interactions de la grille, du drain et de la source du transistor. Cela crée des problèmes pour le fonctionnement en mode interrupteur.
Pour résoudre ce problème, divers circuits ont été développés pour stabiliser la tension qui circule entre le canal et la grille. De plus, en raison des propriétés physiques, même une diode peut être utilisée à ce titre. Pour ce faire, il doit être inclus dans le sens direct de la tension de blocage. Si la situation nécessaire est créée, la diode se fermera et la jonction p-n s'ouvrira. Pour que lorsque la tension commutée change, elle reste ouverte et que la résistance de son canal ne change pas, entre la source et l'entrée de la clé, vous pouvezallumez la résistance à haute résistance. Et la présence d'un condensateur accélérera considérablement le processus de recharge des réservoirs.
Calcul de la clé du transistor
Pour comprendre, je donne un exemple de calcul, vous pouvez substituer vos données:
1) Collecteur-émetteur - 45 V. Puissance dissipée totale - 500 mw. Collecteur-émetteur - 0,2 V. Fréquence limite de fonctionnement - 100 MHz. Base-émetteur - 0,9 V. Courant de collecteur - 100 mA. Taux de transfert de courant statistique - 200.
2) Résistance 60mA: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) Indice de résistance du collecteur: 3,45\0,06=57,5 ohm.
4) Par commodité, on prend la valeur de 62 Ohm: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) Nous considérons le courant de base: 56\200=0,28 mA (0,00028 A).
6) Combien sera sur la résistance de base: 5 - 0, 9=4, 1V.
7) Déterminer la résistance de la résistance de base: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
Conclusion
Et enfin, à propos du nom "clés électroniques". Le fait est que l'état change sous l'influence du courant. Et que représente-t-il ? C'est vrai, la totalité des frais électroniques. C'est de là que vient le deuxième nom. C'est tout. Comme vous pouvez le voir, le principe de fonctionnement et la disposition des commutateurs à transistors ne sont pas quelque chose de compliqué, donc comprendre cela est une tâche réalisable. Il convient de noter que même l'auteur de cet article a eu besoin d'utiliser de la littérature de référence pour se rafraîchir la mémoire. Par conséquent, si vous avez des questions sur la terminologie, je vous suggère de rappeler la disponibilité des dictionnaires techniques et d'en rechercher un nouveau.des informations sur les commutateurs à transistors sont là.
