рис. 3.11 аОдним из способов повышения быстродействия является предотвращение насыщения транзистора. Это, как отмечалось выше, уменьшает время рассасывания. Важно учитывать, что предотвращение насыщения обычно достигается не уменьшением отпирающего базового тока, так как этот способ предотвращения насыщения имеет существенные недостатки. Во-первых, если ориентироваться на уменьшение тока базы, то придется принять меры по точной регулировке этого тока.

Иначе ключ на одном экземпляре транзистора, имеющего малый коэффициент p, не будет полностью открываться, а ключ на другом экземпляре транзистора, имеющего большой коэффициент p, все-таки будет входить в режим насыщения. Во-вторых, работа ключа может оказаться нестабильной. Например, существенное дестабилизирующее воздействие может оказать температура. В-третьих, длительность фронта импульса будет значительной.

Вначале рассмотрим идеализированную схему ненасыщенного ключа (рис. 3.11, а), принцип действия которого легко понять.

рис. 3.11 а

Напряжение смещения Uсм должно быть порядка 0,4 ... 0,6 В. До тех пор, пока режим работы транзистора не приближается к режиму насыщения, диод VD остается закрытым и весь ток источника входного сигнала поступает в базу транзистора, вызывая его быстрое отпирание. На границе активного режима и режима насыщения напряжение uкб оказывается близким к нулевому, и диод начинает открываться. После этого часть тока источника входного сигнала ответвляется в цепь диода, ток базы уменьшается, и транзистор не входит в режим насыщения. Таким образом, в схеме имеет место нелинейная отрицательная обратная связь по напряжению. В таких схемах должны использоваться высокочастотные диоды.

Очень хорошие результаты дает использование диодов Шоттки (рис. 3.11, б).

рис. 3.11 б

При рассмотрении этих диодов отмечалось, что они отличаются большим быстродействием и малым падением напряжения (время восстановления может быть порядка 0,1 нс и меньше, напряжение отпирания около 0,25 В). При использовании диодов Шоттки источники напряжения смещения не требуются. Биполярный транзистор с диодом Шоттки стали называть «транзистор Шоттки» и обозначать, как показано на рис. 3.11, в.

рис. 3.11 в

Кроме достоинств, следует иметь в виду и следующие недостатки ненасыщенных ключей:

● повышенное напряжение на открытом ключе;

● пониженная помехоустойчивость;

● пониженная температурная стабильность.

Несмотря на указанные недостатки, ненасыщенные ключи широко используются на практике.


Рекомендуйте эту статью другим!