כשעובדים עם מעגלים מורכבים, כדאי להשתמש בטריקים טכניים שונים המאפשרים לך להשיג את המטרה שלך במעט מאמץ. אחד מהם הוא יצירת מתגי טרנזיסטור. מה הם? למה הם צריכים להיווצר? מדוע הם נקראים גם "מפתחות אלקטרוניים"? מהן התכונות של תהליך זה ולמה עלי לשים לב?
מהם מתגי טרנזיסטור
הם מיוצרים באמצעות אפקט שדה או טרנזיסטורים דו-קוטביים. הראשונים מחולקים עוד יותר ל-MIS ולמפתחות שיש להם צומת p–n בקרה. בין הדו-קוטביים מבחינים באלה שאינם רוויים. מפתח טרנזיסטור 12 וולט יוכל לענות על הצרכים הבסיסיים של חובב רדיו.
מצב פעולה סטטי
זה מנתח את המצב הפרטי והציבורי של המפתח. הקלט הראשון מכיל רמת מתח נמוכה, המעידה על אות אפס לוגי. במצב זה, שני המעברים הם בכיוון ההפוך (מתקבל חתך). ורק תרמית יכולה להשפיע על זרם האספן. במצב פתוח, בכניסה של המפתח יש רמת מתח גבוהה המתאימה לאות היחידה הלוגי. אפשר לעבוד בשני מצביםבּוֹ זְמַנִית. ביצועים כאלה עשויים להיות באזור הרוויה או האזור הליניארי של מאפיין הפלט. נתעכב עליהם ביתר פירוט.
ריווית מפתח
במקרים כאלה, חיבורי הטרנזיסטור מוטים קדימה. לכן, אם זרם הבסיס משתנה, אז ערך האספן לא ישתנה. בטרנזיסטורי סיליקון יש צורך ב-0.8 וולט בקירוב כדי להשיג הטיה, בעוד שבטרנזיסטורי גרמניום, המתח משתנה בתוך 0.2-0.4 וולט. כיצד מושגת רוויה מפתח באופן כללי? זה מגדיל את זרם הבסיס. אבל לכל דבר יש גבולות, וכך גם הגברת הרוויה. לכן, כאשר מגיעים לערך נוכחי מסוים, הוא מפסיק לעלות. ולמה לבצע ריווי מפתח? יש מקדם מיוחד שמציג את מצב העניינים. עם הגידול שלה, כושר העומס שיש למתגי טרנזיסטור עולה, גורמים מערערים מתחילים להשפיע בפחות כוח, אך הביצועים מתדרדרים. לכן, ערכו של מקדם הרוויה נבחר משיקולי פשרה, תוך התמקדות במשימה שתצטרך לבצע.
חסרונות של מפתח בלתי רווי
ומה קורה אם הערך האופטימלי לא הושג? אז יהיו חסרונות כאלה:
- המתח של המפתח הציבורי יירד ויאבד לכ-0.5 V.
- חסינות הרעש תתדרדר. זאת בשל התנגדות הקלט המוגברת הנצפית במקשים כשהם במצב פתוח. לכן, הפרעות כגון נחשולי מתח יובילו גם הםשינוי הפרמטרים של טרנזיסטורים.
- מפתח רווי בעל יציבות טמפרטורה משמעותית.
כפי שאתה יכול לראות, עדיין עדיף לבצע את התהליך הזה כדי לקבל בסופו של דבר מכשיר מושלם יותר.
ביצועים
פרמטר זה תלוי בתדר המרבי המותר כאשר ניתן לבצע החלפת אות. זה, בתורו, תלוי במשך החולף, אשר נקבע על ידי האינרציה של הטרנזיסטור, כמו גם את ההשפעה של פרמטרים טפיליים. כדי לאפיין את המהירות של אלמנט לוגי, לעתים קרובות מצוין הזמן הממוצע המתרחש כאשר אות מתעכב כאשר הוא משודר למתג טרנזיסטור. המעגל שמציג אותו בדרך כלל מציג בדיוק טווח תגובה ממוצע כזה.
אינטראקציה עם מפתחות אחרים
רכיבי חיבור משמשים לשם כך. אז אם למפתח הראשון במוצא יש רמת מתח גבוהה, השני נפתח בכניסה ועובד במצב שצוין. ולהיפך. מעגל תקשורת כזה משפיע באופן משמעותי על התהליכים החולפים המתרחשים במהלך המיתוג ועל מהירות המפתחות. כך פועל מתג טרנזיסטור. הנפוצים ביותר הם מעגלים שבהם האינטראקציה מתבצעת רק בין שני טרנזיסטורים. אבל זה בכלל לא אומר שלא ניתן לעשות זאת על ידי מכשיר שבו ישמשו שלושה, ארבעה או אפילו יותר אלמנטים. אבל בפועל, קשה למצוא אפליקציה לכך,לכן לא נעשה שימוש בפעולת מתג טרנזיסטור מסוג זה.
מה לבחור
עם מה עדיף לעבוד? בואו נדמיין שיש לנו מתג טרנזיסטור פשוט, שמתח האספקה שלו הוא 0.5 V. לאחר מכן, באמצעות אוסילוסקופ, ניתן יהיה ללכוד את כל השינויים. אם זרם האספן מוגדר ל-0.5mA, המתח יירד ב-40mV (הבסיס יהיה בערך 0.8V). לפי אמות המידה של המשימה, אנו יכולים לומר כי מדובר בסטייה משמעותית למדי, המטילה הגבלה על השימוש במספר מעגלים, למשל, במתגי אותות אנלוגיים. לכן, הם משתמשים בטרנזיסטורי אפקט שדה מיוחדים, שבהם יש צומת p–n בקרה. היתרונות שלהם על פני בני דודיהם הדו-קוטביים הם:
- כמות קטנה של מתח שיורי על המפתח במצב החיווט.
- התנגדות גבוהה וכתוצאה מכך זרם קטן שזורם דרך אלמנט סגור.
- צריכת חשמל נמוכה, כך שאין צורך במתח בקרה משמעותי.
- אפשר להחליף אותות חשמליים ברמה נמוכה שהם יחידות של מיקרו-וולט.
מפתח הממסר הטרנזיסטורי הוא היישום האידיאלי לתחום. כמובן, הודעה זו מתפרסמת כאן אך ורק כדי שלקוראים יהיה מושג לגבי היישום שלהם. קצת ידע וכושר המצאה - ואפשרויות המימושים שבהם יש מתגי טרנזיסטורים, יומצאו הרבה מאוד.
דוגמה לעבודה
בואו נסתכל מקרוב,כיצד פועל מתג טרנזיסטור פשוט. האות המתחלף מועבר מכניסה אחת ומוסר ממוצא אחר. כדי לנעול את המפתח, מופעל מתח על שער הטרנזיסטור, העולה על ערכי המקור ומתנקז בערך גדול מ-2-3 V. אך במקרה זה, יש להיזהר שלא לעבור את הטווח המותר. כשהמפתח סגור, ההתנגדות שלו גדולה יחסית - יותר מ-10 אוהם. ערך זה מתקבל בשל העובדה כי זרם ההטיה ההפוכה של צומת p-n משפיע בנוסף. באותו מצב, הקיבול בין מעגל האות המתחלף לבין אלקטרודת הבקרה משתנה בטווח של 3-30 pF. עכשיו בואו נפתח את מתג הטרנזיסטור. המעגל והתרגול יראו שאז המתח של אלקטרודת הבקרה יתקרב לאפס, ותלוי מאוד בהתנגדות העומס ובמאפיין המתח המותג. זה נובע מכל מערכת האינטראקציות של השער, הניקוז והמקור של הטרנזיסטור. זה יוצר כמה בעיות עבור פעולת מצב מפריע.
כפתרון לבעיה זו פותחו מעגלים שונים המייצבים את המתח הזורם בין הערוץ לשער. יתרה מכך, בשל התכונות הפיזיקליות, ניתן להשתמש אפילו בדיודה בתפקיד זה. לשם כך, יש לכלול אותו בכיוון קדימה של מתח החסימה. אם נוצר המצב הדרוש, הדיודה תיסגר, וצומת p-n ייפתח. כך שכאשר מתח המיתוג משתנה, הוא נשאר פתוח, וההתנגדות של הערוץ שלו לא משתנה, בין המקור לכניסת המפתח, אתה יכולהפעל את הנגד בעל ההתנגדות הגבוהה. והנוכחות של קבל תזרז משמעותית את תהליך הטעינת הטנקים.
חישוב מפתח טרנזיסטור
כדי להבין, אני נותן דוגמה לחישוב, אתה יכול להחליף את הנתונים שלך:
1) קולקטור-פולט - 45 V. פיזור הספק כולל - 500 מגוואט. קולקטור-פולט - 0.2 V. הגבלת תדירות הפעולה - 100 מגה-הרץ. פולט בסיס - 0.9 V. זרם אספן - 100 mA. יחס העברה שוטף סטטיסטי – 200.
2) נגד 60mA: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) דירוג התנגדות אספן: 3.45\0.06=57.5 אוהם.
4) מטעמי נוחות, אנו לוקחים את הערך של 62 אוהם: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) אנו רואים את זרם הבסיס: 56\200=0.28 mA (0.00028 A).
6) כמה יהיה על הנגד הבסיסי: 5 - 0, 9=4, 1V.
7) קבע את ההתנגדות של הנגד הבסיסי: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 Ohm.
מסקנה
ולסיום, על השם "מפתחות אלקטרוניים". העובדה היא שהמדינה משתנה בהשפעת הזרם. ומה הוא מייצג? זה נכון, מכלול החיובים האלקטרוניים. מכאן מגיע השם השני. זה הכל. כפי שאתה יכול לראות, עקרון הפעולה וסידור מתגי הטרנזיסטור הם לא משהו מסובך, אז להבין זאת היא משימה ריאלית. יש לציין שאפילו מחבר מאמר זה היה צריך להשתמש בספרות עיון כדי לרענן את זכרונו. לכן, אם יש לך שאלות לגבי טרמינולוגיה, אני מציע להיזכר בזמינותם של מילונים טכניים ולחפש מילון חדש.יש מידע על מתגי טרנזיסטור.
