Файл: Электроника Ицкович Часть 1.pdf

206

ускоряющей  ёмкостью,  принципиальная  схема  которого  приве-
дена на рис. 6.9 (

Г

R  — внутреннее сопротивление источника сиг-

нала). 

Время  переходного  процесса  можно  сократить  в  несколько 

раз, если выполняется условие 

Б

Г

R

R

>>

. 

U

Г 

E

K 

R

K 

E

СМ 

R

СМ 

R

Б 

C

Б 

Рис. 6.9 — Ключ с ускоряющей  

ёмкостью 

В момент отпирания ключа вместо тока  

Г

Б

Г

Б

U

I

R

R

=

+

, 

в первый момент получается гораздо больший ток 

.

.

Г

Б мак

Г

U

I

R

=

. 

Учитывая, что 

Б

Г

R

R

>>

, имеем 

.

.

Б МАК

Б

I

I

>>

. 

Конечно, по мере заряда конденсатора ток базы уменьшает-

ся,  но  фронт  и  срез  формируются  током,  близким  к  максималь-
ному значению. В то же время величина избыточного заряда в ба-
зе соответствует значительно меньшему току. 

Применяя теорему об эквивалентном генераторе, изображе-

ние тока базы запишем в виде: 

( )

0

1

1

1

C

Б

Б

C

p

I

p

I

p

+ τ

=

+ τ

, 

где                                      

0

Г

Б

Г

Б

U

I

R

R

=

+

; 

С

CR

τ =

; 

1

Г

Б

C

Г

Б

R R

R

R

τ =

+

; 

207

1

C

С

τ << τ . 

Подставляя 

( )

Б

I

p   в  формулу (6.5), получим  изображение 

тока коллектора: 

( )

(

)

(

)

0 0

1

1

1

1

С

К

Б

C

p

I

p

I

p

p

β

+ τ

=

β

+ τ

+ τ

. 

Оригинал  этой  функции  при 

C

β

τ > τ   имеет  одиночный  вы-

брос,  что  часто  бывает  нежелательно.  Поэтому  постоянную  вре-
мени 

C

τ  выбирают из условия 

C

β

τ = τ . Тогда 

(

)

0 0

1

1

1

K

Б

C

I

I

p

p

=

β

+ τ

.                               (6.15) 

Сравнивая (6.5) и (6.15), видим,  что  они  совпадают  до  по-

стоянных времени. Можно показать, что и при запирании ключа 
изображения будут отличаться только постоянными времени. 

Учитывая,  что 

C

β

τ >> τ ,  длительности  фронтов  в  насыщен-

ном  ключе  существенно  сокращаются,  а  время  рассасывания 
стремится к нулю. 

Недостатком схемы с ускоряющей ёмкостью является нали-

чие конденсатора, который трудно реализовать при интегральной 
технологии. 

Ненасыщенный ключ. Простейший вариант ненасыщенно-

го  ключа  с  отрицательной  нелинейной  обратной  связью  показан 
на рис. 6.10. 

E

К 

R

K

E

СМ

R

СМ

R

Б

VD 

VT 

U

Г 

Рис. 6.10 — Ключ с отрицательной нелинейной  

обратной связью 

208

При  достаточно  больших  коллекторных  напряжениях  диод 

VD смещен в обратном направлении и его сопротивление велико. 
Цепь обратной связи разорвана. Когда напряжение на коллекторе 
станет близким к нулю, диод откроется и приращения коллектор-
ного  тока  в  противофазе  с  током  генератора  будут  поступать  в 
цепь  базы,  что  приведёт  к  уменьшению  инжекции  со  стороны 
эмиттера. 

Следовательно,  в  базе  не  будут  накапливаться  избыточные 

носители и время рассасывания окажется равным нулю, а форми-
рование фронта и среза происходит при больших токах базы. 

 
Вопросы

для

самопроверки 

  
1.

Начертите принципиальную схему насыщенного ключа. 

2.

Начертите  статическую  вольт-амперную  характеристику 

ключа и отметьте на ней точки, соответствующие режиму насы-
щения и отсечки. 

3.

Начертите  эквивалентную  схему  ключа,  соответствую-

щую режиму отсечки, и расставьте токи, протекающие в транзи-
сторе. 

4.

Начертите  эквивалентную  схему  ключа  в  режиме  насы-

щения и расставьте токи, протекающие в транзисторе в этом ре-
жиме. 

5.

Запишите  выражения,  определяющие  мощность,  рассеи-

ваемую на транзисторе в режимах насыщения и отсечки. 

6.

Объясните  причины,  приводящие  к  конечному  времени 

переходного процесса в насыщенном ключе. 

7.

Начертите  эпюры  напряжений  и  токов  при  открывании 

транзистора. 

8.

Объясните, почему ток базы в начальный момент времени 

имеет  максимальное  значение,  а  затем  уменьшается  до  устано-
вившегося значения. 

9.

От  чего  зависят  токи  транзистора  в  режиме  насыщения? 

Запишите их значения. 

10.

 Запишите  формулу  длительности  фронта  при  открыва-

нии транзистора. 

11.

 С помощью каких параметров можно изменять длитель-

ность фронта в насыщенном ключе? 

209

12.

 Нарисуйте  эпюры  напряжений  и  токов  в  насыщенном 

ключе при запирании транзистора. 

13.

 Почему при запирании транзистора ток базы становится 

отрицательным? 

14.

 Выведите  выражение  для  длительности  фронта  при  за-

пирании транзистора. 

15.

 Запишите  формулу  для  времени  рассасывания  избыточ-

ного заряда при запирании транзистора. 

16.

 Зависит  ли  длительность  отрицательного  фронта  им-

пульса от степени насыщения? 

17.

 Как  можно  уменьшить  время  рассасывания  в  насыщен-

ном ключе. 

18.

 Нарисуйте принципиальную схему ключа с ускоряющей 

ёмкостью. 

19.

 Объясните,  почему  включение  конденсатора  позволяет 

сократить время переходного процесса. 

20.

 Запишите  выражение  изменения  коллекторного  тока  в 

ключе с ускоряющей емкостью и докажите, что время переходно-
го процесса сокращается. 

21.

 Можно  ли  уменьшить  время  переходного  процесса  в 

ключе  с  ускоряющей  емкостью,  если  источник  сигнала  является 
генератором тока? 

22.

 Начертите  схему  ключа  с  отрицательной  нелинейной 

обратной связью. 

23.

 Объясните работу ключа с нелинейной обратной связью. 

24.

 Почему  включение  диода  Шотки  в  цепи  отрицательной 

обратной связи позволяет сократить время переходного процесса 
в ключе?