Ключі на польових транзисторах (ПТ).

В польовому транзисторі провідністю каналу керує електричне поле, створене прикладеною до затвору напругою. В даному випадку немає зміщених р-п переходів, тому найбільш важливою характеристикою польових транзисторів є відсутність струму затвору, як наслідок маємо високий вхідний опір (до 10¹⁴ Ом і більше). Це суттєво спрощує проектування схем. Дуже вдале використання ПТ в схемах аналогових перемикачів та підсилювачів з великим вхідним опором. Самі по собі або в комбінації з біполярними транзисторами ПТ чудово реалізується в інтегральних схемах.

Переваги ключів на польових транзисторах :

1) Відсутність залишкової напруги при відкритому транзисторі;

2)

3) мала потужність у колі управління;

4) можна використовувати безтрансформаторну схему управління польовими транзисторами “відірваними” від загальної шини.

Недоліки таких ключів – це нижча швидкодія порівняно з ключами на біполярних транзисторах.

Найбільш просто схемотехнічно вирішується задача управління ключами для польових транзисторів з індукованим затвором.

Схема паралельного ключа на МОН- транзисторі зображена на рис. 2.9.

Коли U_з-в=0 (напруга затвор-виток) –транзистор закритий. Якщо U_з-В>U_пор (порогова напруга), то транзистор відкривається. Перехідні процеси зумовлені ємністю С=С_м+С_нав+С_с-в, де С_м – ємність монтажу, С_нав – ємність навантаження, С_с-в – ємність переходу стік – витік.

При цьому стала часу розряду приблизно визначається як t_роз» С×r_C-B , стала часу заряду t_зар»С×R×R_H/(R+R_н), r_с-в – опір переходу стік-витік.

Перезаряд буде проходити приблизно за експонентою

У схемі послідовно-паралельного ключа використовують польові транзистори різної провідності (комплементарна пара МОН–

транзисторів)

При подачі U_упр>0 нижній транзистор відкривається, верхній- запирається і навпаки, при U_упр<0 нижній транзистор запирається, а верхній- відкривається,

(рис. 2.10).

В статичному режимі струм від U_вх майже не протікає, енергія використовується тільки на перезаряд ємності С, тому схема дуже економічна.

Схема має високу швидкодію, бо

перезаряд ємності С відбувається

через малий опір відкритого транзистора верхнього або нижнього.

2.4 Контрольні питання.

1. Насичений режим біполярного транзистора (БТ), його особливості.

2. Умови і параметри сигналів, що характеризують режим відсічки БТ.

3. Охарактеризуйте три стадії перехідного режиму транзисторного ключа (ТК).

4. Як впливає коефіцієнт насичення ТК на його швидкодію ?

5. Які існують способи підвищення швидкодії ТК ?

6. Переваги компенсаційно-інверсного вмикання двох ТК.

7. Переваги ключів на польових транзисторах.

8. Статичні і динамічні режими паралельного ключа на МОН – транзисторах.

Статичні і динамічні режими послідовно-паралельного ключа на КМОН – транзисторах.

Генератори імпульсів І перетворювачі напруга-Частота

Транзисторний мультивібратор

Для отримання прямокутних імпульсів з крутими фронтами використовуються релаксаційні генератори. Такі генератори мають хоча б один реактивний елемент. За допомогою таких генераторів отримують не тільки імпульси прямокутної форми, але й пилоподібної та трикутної форми. Частіше для цього використовують мультивібратори.

Мультивібратор – це багатоколивальний генератор, в якому умова фаз та амплітуд виконується не для одної гармоніки, а для цілої їх сукупності.

Мультивібратори можуть функціонувати в таких режимах:

1) автоколивальному;

2) очікування;

3) синхронізації та поділу частоти.

Основна схема мультивібратора (автоколивальний режим) представлена на рис. 3.1.

Нехай транзистор насичений, закритий, при цьому конденсатор заряджений до (зліва “-“, справа “+”). Конденсатор також заряджений до (зліва “+“, справа “-”). Такий стан триває недовго. Конденсатор перезаряджається за колом: .

В той момент часу, коли потенціал лівої обкладинки стає більше нуля ( ), починає відкриватися, а закриватися. Розвивається лавиноподібний процес, внаслідок чого насичується, закриваєтся. При цьому у базовому колі є стрибок струму із-за заряду конденсатора за колом: - спільна шина.

Після цього конденсатор заряджається за колом: - спільна шина.

Фронт імпульсу формується пологим через те, що коли закривається транзистор VT2, то необхідно зарядитися конденсатору за колом: .

Робота мультивібратора протягом одного повного періоду описується часовими діаграмами за рис. 3.2.