Задержка - выключение
Cтраница 4
Переходные процессы в ключевом каскаде с ненасыщенным транзистором проиллюстрированы на рис. 3.91, а-г. На рисунке момент времени ti соответствует появлению отрицательной полуволны входного сигнала ывх ( 0 момент / 2 - отпиранию диода Д, момент ( 3 - достижению установившегося значения тока диода. Время задержки выключения в данной схеме мало и определяется уже не временем рассасывания, а временем установления обратного сопротивления диода при его запирании, которое при использовании быстродействующих импульсных диодов имеет очень малые значения. [46]
 |
Сравнительные характеристики СИТ и БСИТ транзисторов. [47] |
Для снижения потерь в открытом состоянии СИТ вводят в насыщенное состояние подачей тока затвора. Поэтому на этапе выключения, так же как и в биполярном транзисторе, происходит процесс рассасывания неосновных носителей заряда, накопленных в открытом состоянии. Это приводит к задержке выключения и может лежать в пределах от 20 не до 5 мкс. [48]
Пока кажущийся ток превышает уровень / кн, транзистор можно считать насыщенным. Поэтому время рассасывания tp иногда называют временем задержки выключения каскада. [49]
Входной сигнал подается в точку, где напряжение равно нулю. Время включения и выключения компаратора определяется временем переключения одного элемента. Один элемент имеет время задержки включения не более 18 не, а время задержки выключения не более 36 не. [50]
Схема, представленная на рис. 3.19, а, обладает повышенной нагрузочной способностью. Благодаря усилению тока в транзисторе Г4 выходное напряжение закрытой схемы меньше зависит от тока нагрузки. Применение диодов и транзисторов Шоттки в схемах элементов ТТЛ-типа ( рис. 3.19, б) позволяет существенно уменьшить либо полностью исключить время рассасывания избыточного заряда в транзисторах схемы и тем самым снизить величину задержки выключения. Выигрыш в быстродействии в этой схеме приводит к некоторому ухудшению статических параметров схемы, в частности уменьшается пороговое напряжение ( до величин 1 0 - 1 2 В) и увеличивается t / blx ( примерно на 0 2 В), что приводит к ухудшению параметров помехоустойчивости. [51]
Рассмотренные схемы ключевых каскадов, обладая существенным достоинством - большим, приближающимся к единице коэффициентом использования питающего напряжения / Си, в то же время имеют и недостаток - большую задержку выключения. В ключевых каскадах с форсирующей емкостью ( см. рис. 3.95) этот недостаток только ослаблен, но не устранен, так как перед выключением / 6 / 6н, и выключение, как и в других схемах, начинается с этапа рассасывания неосновных носителей. Этап рассасывания, а следовательно, и задержку выключения можно было бы устранить, если создать транзистору во включенном состоянии не насыщенный, а активный режим работы. Однако недосред-ственное использование активного режима транзистора в схеме рис. 3.87 вызывает новые трудности. UKI, , что приводит к уменьшению амплитуды выходного импульса и снижению коэффициента / Си, Но этот недостаток не единственный. Более существен тот факт, что UK3 осг зависит от коэффициента усиления В транзистора. Если отпирающий ток / б, создаваемый входным источником мвх ( /), неизменен, то ток / к В16 оказывается прямо пропорционален В. Так как разброс значений В биполярных транзисторов весьма велик, повторяемость выходных параметров ключевого каскада оказывается неудовлетворительной. [52]
Во время переходных процессов от включенного состояния к выключенному и обратно могут возникать неприятные эффекты из-за емкостей затворов ПТ. Скачок управляющего сигнала, поданный на затвор, проходит через емкость затвор - канал и может исказить коммутируемый сигнал до неузнаваемости. Эта ситуация наиГолее серьезна при уровнях сигнала, соответствующих высокому сопротивлению ключа. Подобные эффекты возможны и в мультиплексоре во время изменения адреса канала; кроме того, в мультиплексоре возможно мгновенное соединение входов через открытые ключи, если задержка выключения канала превосходит задержку включения. [53]
Во время переходных процессов от включенного состояния к выключенному и обратно в аналоговых ПТ-ключах могут возникать неприятные эффекты. Скачок управляющего сигнала, поданный на затвор ( ы), может создавать емкостную наводку в канале ( каналах) и исказить коммутируемый сигнал до неузнаваемости. Это наиболее серьезно при уровнях сигнала, соответствующих высокому сопротивлению ключа. Подобные эффекты возникают и в мультиплексорах ( типа 4066) во время изменения адреса канала; кроме того, в мультиплексоре возможно кратковременное соединение входов через открытые ключи, если задержка выключения канала превосходит задержку включения. [54]
Диод включается непосредственно между коллектором и базой транзистора и таким образом шунтирует коллекторный переход. Как известно, падение напряжения на открытом диоде Шоттки мало, меньше порогового напряжения обычного р - n - перехода в кремниевом транзисторе. Поэтому после отпирания диода на коллекторном переходе фиксируется напряжение, которое хотя и смещает этот переход в прямом направлении, но по величине меньше порогового. Следовательно, транзистор практически не насыщается и время рассасывания / р близко к нулю. Задержка выключения ключа здесь также отсутствует, так как в диоде Шоттки не происходит накопления зарядов, и поэтому он не обладает инерционностью. [55]
При этом во вторичной обмотке трансформатора Тр возникает сравнительно большой выброс напряжения. Напряжение выброса быстро рассасывает накопившиеся неосновные носители тока на базе триода ПТ и замедляющее действие накопленных носителей оказывает малое влияние на скорость переключения. Форма импульсов для токов и напряжения этой схемы показаны вга фиг. При этом время задержки выключения триода составляло 1 мксек, а время задержки включения было равно 0 5 мксек. Таким образом, суммарное время в 1 5 мксек определяет время ерехода триггера в первое устойчивое состояние. [56]
Номенклатура выпускаемых ИМС обширна. Имеется свыше ста наименований микросхем этой серии. При всех своих преимуществах: высоком быстродействии, обширной номенклатуре, хорошей помехоустойчивости, - эти микросхемы отличаются сравнительно большой потребляемой мощностью. На смену им выпущены микросхемы серии 555, принципиальное отличие которых - использование транзисторов с коллекторными переходами, за-шунтированными диодами Шотки. Транзисторы микросхем этой серии не входят в насыщение, что существенно уменьшает задержку выключения транзисторов. К тому же они имеют значительно меньшие размеры, что уменьшает емкость их р-п-переходов. В результате при сохранении быстродействия микросхем удалось уменьшить потребляемую ими мощность приблизительно в 4 - 5 раз. [57]
Поэтому ненасыщенный режим транзистора в простейшей схеме включения рис. 3.87 обычно не используют, а применяют каскады с дополнительными цепями обратной связи, стабилизирующими выходное напряжение в широком диапазоне изменения В. Для повышения значений коэффициента Ки остаточное напряжение на выходе включенного каскада стараются поддерживать малым. Желательно, чтобы транзистор работал в ненасыщенном режиме, нона грани насыщения. Амплитуда выходного импульса в этом случае получается почти такой же, как в ключевом каскаде с насыщенным транзистором, но задержка выключения отсутствует. [58]
Ее часто используют в интегральных схемах ключевых каскадов. Параллельно коллекторному переходу транзистора Т подключают диод Шоттки. Диод Шоттки - это алюминий-кремниевый диод, у которого прямое напряжение на диоде очень мало ( меньше падения напряжения на прямо смещенных p - n - переходах) и отсутствует накопление заряда. При включении каскада на рис. 3.99 транзистор Т должен войти в режим насыщения, а его коллекторный переход сместиться в прямом направлении. Падение напряжения на отпертом диоде мало - меньше напряжения отсечки коллекторного / 7-я-перехода. При таком напряжении коллекторный переход отпереться не может, а остается на грани включения. Время рассасывания, а следовательно, и задержка выключения здесь отсутствуют. [59]
Страницы: 1 2 3 4