عند العمل مع الدوائر المعقدة ، من المفيد استخدام الحيل التقنية المختلفة التي تسمح لك بتحقيق هدفك بجهد ضئيل. واحد منهم هو إنشاء مفاتيح الترانزستور. ما هم؟ لماذا يجب خلقهم؟ لماذا يطلق عليهم أيضًا اسم "المفاتيح الإلكترونية"؟ ما هي مميزات هذه العملية وما الذي يجب علي الانتباه إليه؟
ما هي مفاتيح الترانزستور المصنوعة من
إنها مصنوعة باستخدام تأثير المجال أو الترانزستورات ثنائية القطب. الأول مقسم كذلك إلى MIS والمفاتيح التي لها وصلة تحكم p – n. من بين القطبين ، غير المشبعة مميزة. سيكون مفتاح الترانزستور بجهد 12 فولت قادرًا على تلبية الاحتياجات الأساسية لهواة الراديو.
الوضع الثابت للعملية
يحلل الحالة الخاصة والعامة للمفتاح. يحتوي الإدخال الأول على مستوى جهد منخفض ، مما يشير إلى إشارة منطقية صفرية. في هذا الوضع ، يكون كلا التحولين في الاتجاه المعاكس (يتم الحصول على قطع). ويمكن للحرارة فقط أن تؤثر على تيار المجمع. في حالة الفتح ، يوجد عند إدخال المفتاح مستوى جهد عالٍ يتوافق مع إشارة الوحدة المنطقية. من الممكن العمل في وضعينالوقت ذاته. قد يكون هذا الأداء في منطقة التشبع أو المنطقة الخطية لخاصية الإخراج. سوف نتناولها بمزيد من التفصيل
تشبع المفتاح
في مثل هذه الحالات ، تكون تقاطعات الترانزستور منحازة للأمام. لذلك ، إذا تغير التيار الأساسي ، فلن تتغير قيمة المجمع. في ترانزستورات السيليكون ، هناك حاجة إلى 0.8 فولت تقريبًا للحصول على تحيز ، بينما بالنسبة لترانزستورات الجرمانيوم ، يتقلب الجهد في حدود 0.2-0.4 فولت. كيف يتم تحقيق التشبع الرئيسي بشكل عام؟ هذا يزيد من تيار القاعدة. لكن كل شيء له حدوده ، وكذلك زيادة التشبع. لذلك ، عندما يتم الوصول إلى قيمة حالية معينة ، فإنها تتوقف عن الزيادة. ولماذا يتم إجراء تشبع المفتاح؟ هناك معامل خاص يعرض حالة الأمور. مع زيادتها ، تزداد سعة الحمولة التي تزدادها مفاتيح الترانزستور ، وتبدأ العوامل المزعزعة للاستقرار في التأثير بقوة أقل ، لكن الأداء يتدهور. لذلك ، يتم اختيار قيمة معامل التشبع من اعتبارات التسوية ، مع التركيز على المهمة التي يجب القيام بها.
عيوب المفتاح غير المشبع
وماذا يحدث إذا لم يتم الوصول إلى القيمة المثلى؟ ثم سيكون هناك مثل هذه العيوب:
- سينخفض جهد المفتاح العام ويفقد إلى حوالي 0.5 فولت.
- سوف تتدهور المناعة ضد الضوضاء. ويرجع ذلك إلى زيادة مقاومة الإدخال التي يتم ملاحظتها في المفاتيح عندما تكون في حالة الفتح. لذلك ، فإن التداخل مثل ارتفاع الطاقة سيؤدي أيضًا إلىتغيير معلمات الترانزستورات.
- المفتاح المشبع لديه استقرار كبير في درجة الحرارة.
كما ترى ، لا يزال من الأفضل تنفيذ هذه العملية من أجل الحصول في النهاية على جهاز أكثر كمالا.
الأداء
تعتمد هذه المعلمة على الحد الأقصى للتردد المسموح به عندما يمكن إجراء تبديل الإشارة. وهذا بدوره يعتمد على مدة الانتقال ، والتي يتم تحديدها من خلال القصور الذاتي للترانزستور ، وكذلك تأثير العوامل الطفيلية. لتوصيف سرعة العنصر المنطقي ، غالبًا ما يشار إلى متوسط الوقت الذي يحدث عندما تتأخر الإشارة عند إرسالها إلى مفتاح الترانزستور. عادةً ما تظهر الدائرة التي تعرضها متوسط نطاق الاستجابة.
التفاعل مع المفاتيح الأخرى
يتم استخدام عناصر الاتصال لهذا الغرض. لذلك ، إذا كان المفتاح الأول عند الإخراج يحتوي على مستوى جهد عالٍ ، فسيتم فتح المفتاح الثاني عند الإدخال ويعمل في الوضع المحدد. والعكس صحيح. تؤثر دائرة الاتصال هذه بشكل كبير على العمليات المؤقتة التي تحدث أثناء التبديل وسرعة المفاتيح. هذه هي الطريقة التي يعمل بها مفتاح الترانزستور. الأكثر شيوعًا هي الدوائر التي يحدث فيها التفاعل بين ترانزستورين فقط. لكن هذا لا يعني على الإطلاق أنه لا يمكن القيام بذلك عن طريق جهاز يتم فيه استخدام ثلاثة أو أربعة عناصر أو حتى أكثر. لكن من الناحية العملية ، من الصعب العثور على تطبيق لذلك ،لذلك ، لا يتم استخدام تشغيل مفتاح الترانزستور من هذا النوع.
ماذا تختار
ما هو الأفضل للعمل؟ دعنا نتخيل أن لدينا مفتاح ترانزستور بسيط ، جهد إمداد منه 0.5 فولت ، ثم باستخدام راسم الذبذبات ، سيكون من الممكن التقاط جميع التغييرات. إذا تم ضبط تيار المجمع على 0.5 مللي أمبير ، فسوف ينخفض الجهد بمقدار 40 مللي فولت (ستكون القاعدة حوالي 0.8 فولت). وفقًا لمعايير المهمة ، يمكننا القول أن هذا انحراف كبير إلى حد ما ، مما يفرض قيودًا على الاستخدام في عدد من الدوائر ، على سبيل المثال ، في مفاتيح الإشارة التناظرية. لذلك ، يستخدمون ترانزستورات ذات تأثير مجال خاص ، حيث يوجد تقاطع تحكم p – n. مزاياهم على أبناء عمومتهم ثنائية القطب هي:
- كمية صغيرة من الجهد المتبقي على المفتاح في حالة الأسلاك.
- مقاومة عالية ونتيجة لذلك تيار صغير يتدفق عبر عنصر مغلق
- استهلاك منخفض للطاقة ، لذلك لا حاجة لجهد تحكم كبير.
- من الممكن تبديل الإشارات الكهربائية ذات المستوى المنخفض التي هي وحدات من microvolts.
مفتاح الترحيل الترانزستور هو التطبيق المثالي لهذا المجال. بالطبع ، يتم نشر هذه الرسالة هنا فقط حتى يكون لدى القراء فكرة عن طلبهم. القليل من المعرفة والإبداع - وإمكانيات التطبيقات التي توجد بها مفاتيح ترانزستور ، سيتم اختراع عدد كبير جدًا.
مثال العمل
دعونا نلقي نظرة فاحصة ،كيف يعمل مفتاح الترانزستور البسيط. يتم إرسال الإشارة المبدلة من إدخال وإزالتها من مخرج آخر. لقفل المفتاح ، يتم تطبيق جهد على بوابة الترانزستور ، والذي يتجاوز قيم المصدر ويستنزف بقيمة أكبر من 2-3 فولت. ولكن في هذه الحالة ، يجب الحرص على عدم تجاوز النطاق المسموح به. عندما يكون المفتاح مغلقًا ، تكون مقاومته كبيرة نسبيًا - أكثر من 10 أوم. يتم الحصول على هذه القيمة بسبب حقيقة أن تيار التحيز العكسي للوصلة pn يؤثر بشكل إضافي. في نفس الحالة ، تتقلب السعة بين دائرة الإشارة المحولة وقطب التحكم في نطاق 3-30 pF. الآن دعونا نفتح مفتاح الترانزستور. ستظهر الدائرة والممارسة أن جهد قطب التحكم سيقترب من الصفر ، ويعتمد بشكل كبير على مقاومة الحمل وخاصية الجهد المحول. هذا يرجع إلى النظام الكامل لتفاعلات البوابة والصرف ومصدر الترانزستور. هذا يخلق بعض المشاكل لعملية وضع المقاطعة.
كحل لهذه المشكلة ، تم تطوير العديد من الدوائر التي تعمل على استقرار الجهد الذي يتدفق بين القناة والبوابة. علاوة على ذلك ، نظرًا للخصائص الفيزيائية ، يمكن استخدام الصمام الثنائي بهذه السعة. للقيام بذلك ، يجب إدراجه في الاتجاه الأمامي لجهد الحجب. إذا تم إنشاء الموقف الضروري ، فسيتم إغلاق الصمام الثنائي ، وسيفتح التقاطع p-n. بحيث أنه عندما يتغير الجهد الكهربائي ، فإنه يظل مفتوحًا ، ولا تتغير مقاومة قناته ، بين المصدر ومدخلات المفتاح ، يمكنكقم بتشغيل المقاوم عالي المقاومة. وسيؤدي وجود مكثف إلى تسريع عملية إعادة شحن الخزانات بشكل كبير.
حساب مفتاح الترانزستور
للفهم ، أعطي مثالاً على الحساب ، يمكنك استبدال بياناتك:
1) جامع - باعث - 45 فولت. تبديد الطاقة الكلي - 500 ميغاواط. جامع - باعث - 0.2 فولت. الحد من تردد التشغيل - 100 ميجاهرتز. قاعدة باعث - 0.9 فولت تيار المجمع - 100 مللي أمبير. معدل التحويل الإحصائي الحالي - 200.
2) 60 مللي أمبير المقاوم: 5-1، 35-0، 2=3، 45.
3) تصنيف مقاومة المجمع: 3.45 / 0.06=57.5 أوم.
4) للراحة ، نأخذ قيمة 62 أوم: 3 ، 45 / 62=0 ، 0556 مللي أمبير.
5) نعتبر تيار القاعدة: 56 / 200=0.28 مللي أمبير (0.00028 أ).
6) كم سيكون على المقاوم الأساسي: 5-0 ، 9=4 ، 1 فولت.
7) حدد مقاومة المقاوم الأساسي: 4 ، 1 / 0 ، 00028 \u003d 14 ، 642 ، 9 أوم.
الخلاصة
وأخيرًا ، عن اسم "المفاتيح الإلكترونية". الحقيقة هي أن الدولة تتغير تحت تأثير التيار. وماذا يمثل؟ هذا صحيح ، مجموع الرسوم الإلكترونية. هذا هو المكان الذي يأتي منه الاسم الثاني. هذا كل شئ. كما ترى ، فإن مبدأ التشغيل وترتيب مفاتيح الترانزستور ليسا شيئًا معقدًا ، لذا فإن فهم هذه مهمة ممكنة. وتجدر الإشارة إلى أنه حتى مؤلف هذا المقال احتاج إلى استخدام بعض المؤلفات المرجعية لتحديث ذاكرته. لذلك ، إذا كانت لديك أسئلة حول المصطلحات ، أقترح تذكر توفر القواميس التقنية والبحث عن قواميس جديدة.معلومات حول مفاتيح الترانزستور هناك
