Закрытого транзистора

Важной характеристикой фототиристора является характеристика, представляющая собой зависимость ?/вкл=/(Ф) ( 4.17). Она определяет переход фототиристора из закрытого состояния в открытое.

Слои фоютиристора так расположены относительно излучателя, что при подаче входного сигнала прямому облучению подвергается наиболее высокоомная область. Свет, проникающий в эту область, вызывает в ней активную генерацию носителей тока — электронов и дырок, что приводит к включению тиристорного оптрона. При этом выходное напряжение, переводящее оптрон из закрытого состояния в открытое, снижается (кривые 2, 3). При нормальном для данного оптрона входном токе выходная вольт-амперная характеристика практически спрямляется (кривая 4), оптрон открывается. После снятия входного сигнала тиристорный оптрон находится во включенном состоянии до тех пор, пока ток выходной цепи не снизится до уровня тока выключения.

Цепь управления тиристора характеризуется постоянным (импульсным) отпирающим током /уотт- (^у, от, я т) управляющего электрода тиристора, представляющим собой минимальное значение постоянного (импульсного) тока, которое обеспечивает переключение тиристора из закрытого состояния в открытое при определенных режимах в цепях основных и управляющего электродов, а также соответствующее этому току постоянное (импульсное) отпирающее напряжение Uy отТ (fy, от,я т)- Импульсы управления выбирают короткими с крутыми фронтами, так как при этом снижаются времена включения (1ВКЛ) и выключения (^ВЫкл) тиристора, являющиеся его важными динамическими параметрами. Однако длительность импульса управления должна быть больше времени включения тиристора. Минимальная длительность управляющего импульса обычно составляет 15—20 икс.

Пусть ( 9.9, б) в начальный момент времени t = 0 транзистор 7\ из закрытого состояния переходит в открытое вследствие умень-

постоянные (или импульсные) отпирающие ток и напряжение управления /у от и Ц,.от (или /у.от.и и ^у. от. и)> представляющие собой минимальные ток или напряжение управляющего электрода и обеспечивающие переключение из закрытого состояния в открытое при заданном напряжении на аноде (и длительности отпирающего сигнала). Обычно 'у. от и 'у. от. и в десятки и сотни раз меньше предельного рабочего тока, а ^у. от и ^у.от. и — от 0,2—0,3 В до единиц и десятков вольт.

ток включения /ВКл — значение эмиттерного тока, при котором происходит переход транзистора из закрытого состояния в открытое;

Ток управления /упр — наименьший ток, протекающий в цепи управляющего электрода, при котором тиристор переходит из закрытого состояния в открытое.

В общем случае импульс имеет следующие характерные участки, которые определяют его форму: 1—2 — фронт, 2—3 — вершину, 3—4 — срез, иногда называемый «задним фронтом», 4—5— хвост. Иногда некоторые участки импульсов могут отсутствовать. Например, отсутствует вершина импульса (см. 70, в и д) и фронт сразу переходит в срез; в большинстве импульсов отсутствует хвост. Указанное подразделение импульса на участки вызвано практическими требованиями. Например, фронт и срез импульса определяют момент открытия и закрытия транзистора; вершина импульса (основная рабочая часть импульса)—длительность открытого или закрытого состояния транзистора; хвост импульса иногда характеризует длительность стадии восстановления импульсного устройства.

личивает постоянную времени цепи заряда и разряда конденсатора С1 и, следовательно, время закрытого состояния транзистора Т2.

Пусть точные значения проводимостей вентилей не заданы, но заведомо известно, что они существенно меньше значений проводимостей G других элементов цепи. Если ввести допущение об идеальности вентилей, т. е. положить проводимости для закрытого состояния вентилей равными нулю, то в цепи образуется особый разрез S, который делит ее на две гальванически не связанные части. При этом, согласно теореме существования и единственности решения для цепи, могут быть рассчитаны токи и напряжения всех элементов, за исключением напряжений элементов особого разреза, т. е. напряжений вентилей ш, иг, из, и\. При отказе от допущения об идеальности вентилей в случае их однотипности им

в нижнюю половину источника питания. После изменения полярности тока в нагрузке проводит тиристор V2J а во время его закрытого состояния — диод V3. Когда открыт тиристор V2, ток нагрузки потребляется из нижней половины источника питания, при открытом диоде V3 ток возвращается.в верхнюю половину.

На 8.27 приведена схема такого элемента И — НЕ. Транзистор Т3 выполняет функции эмиттерного повторителя с нагрузкой в виде транзистора Tt. При воздействии сигнала «1» на все входы транзистор Т2 насыщен, как показано ранее. Следовательно, транзистор Tt также насыщен из-за высокого потенциала на его входе (точка а), создаваемого эмиттерным током транзистора Т2 на резисторе R3. Благодаря низкому потенциалу коллектора транзистора Т2 (точка б) транзистор Т3 закрыт. При воздействии сигнала «О» хотя бы на один из входов транзистор Г2 закрывается, а транзистор Т3 открывается из-за повышения потенциала точки б и работает как эмиттерный повторитель. Диод Д служит для обеспечения режима смещения транзистора Т3, т. е. для того, чтобы этот транзистор был закрыт при насыщенном транзисторе Тг. Прямое напряжение на диоде Д составляет около 0,5 В и служит для запирания транзистора Т3. Это напряжение создается даже при очень малых (порядка микроампер) токах закрытого транзистора Т3.

Переброс триггера из одного состояния в другое осуществляют, например, путем подачи короткого положительного импульса на базу или короткого отрицательного импульса на коллектор закрытого транзистора.

Так же как и в триггере, транзисторы в мультивибраторе работают в ключевом режиме. Мультивибратор имеет два состояния квазиравновесия: в одном из них транзистор Tt открыт (находится в состоянии насыщения), а транзистор Т2 закрыт (находится в состоянии отсечки), в другом, наоборот, транзистор 7\ закрыт, а транзистор Т2 открыт. Каждое из состояний квазиравновесия неустойчиво, так как отрицательный потенциал на базе закрытого транзистора по мере зарядки соответствующего конденсатора стремится к положительному потенциалу источника питания. В тот момент, когда этот потенциал станет положительным, состояние квазиравновесия нарушается, запертый транзистор открывается, открытый закрывается и мультивибратор переходит в новое состояние квазиравновесия. Временные диаграммы работы мультивибратора приведены на 12.6. Период колебаний симметричного мультивибратора

При выборе типа транзистора по максимально допустимому напряжению на коллекторе необходимо учитывать, что на коллекторе закрытого транзистора действует напряжение, примерно равное 2ЕК. Это происходит за счет суммирования Ек и напряжения на секции первичной обмотки трансформатора Тр2. Выбор транзистора по току производится по /кт.

При запирании транзистора К7\ напряжением t/Bx = ^3i < t/oi ток в Цепи транзистора VT2 отсутствует (пренебрегаем остаточным током закрытого транзистора). Несмотря на это, транзистор VT2 открыт и его можно заменить сопротивлением RQ2, подключенным к источнику напряжения E3KS = EC—U02. Таким образом, при /с = 0 напряжение на выходе схемы равно

где /ут = (0,5-ь 1) нА — ток утечки закрытого транзистора; гкан=1кОм — сопротивление канала открытого транзистора. Индексы в (5.22) соответствуют номеру транзистора.

Схема замещения триггера для случая открытого транзистора VI и закрытого транзистора V2 приведена на 10. 11, б. Характер изменения потенциальных диаграмм показан на 10.11, в.

соединена с коллектором закрытого транзистора Т\ триггера ///, а базы остальных транзисторов соединены с коллекторами открытых транзисторов. После переброса триггера / напряжение на коллекторе его транзистора TZ упадет до нуля, а на коллекторе Т\ возрастет до напряжения источника питания. Отрицательное смещение на базе транзистора Т% триггера // увеличится по абсолютному значению по сравнению со всеми закрытыми транзисторами, что подготовит триггер к перебросу при приходе очередного импульса. В таком же порядке далее будет переброшен триггер ///.

коллектора /Ко4 закрытого транзистора V4:

С точки зрения увеличения сопротивления R$ желательно, чтобы транзистор VI имел большой коэффициент усиления р7 и работал ъ режиме с малым током коллектора !&• Однако ток /к? должен •быть значительно большим обратного тока коллектора /ко? закрытого транзистора V7, что можно выразить в виде

В исходном состоянии схемы на вход х поступает сигнал 0. От источника положительного смещения +?/см через резисторы Кб\ и RQZ делителя напряжения протекает ток по цепи: +UCM, резисторы RQI и Rez, OB источника сигналов. Падение напряжения на сопротивлении резистора RQZ создает на базе транзистора Т (относительно эмиттера) положительный потенциал, который обеспечивает закрытое состояние транзистора. На выходе схемы будет иметь место высокий уровень напряжения — UK (t/=l), так как сопротивление закрытого транзистора велико по сравнению с сопротивлением коллекторного резистора RK, и большая часть напряжения, созданного обратным током коллектора /ибо, падает на сопротивлении транзистора, а меньшая — на сопротивление резистора RK.