10.4.
Ауыстырып-қосу режимінде
транзистор жұмысы
Транзисторлық кілттер көп жағдайда белсенді-индуктивті сипатқа
ие жүктемеге жұмыс жасайды (10.7-сурет). Жүктеменің индуктивті
құраушысының бар болуы оны сөндірген кезде транзисторда үлкен
коммутациялық ток кернеуінің ұлғаюына алып келеді. Бұл ток керне-
улерінің ұлғаюы ойық транзистордың эмиттер-коллекторлық ауысуы-
ның тесілуіне жеткізу кернеуінің көп есе артуына алып келуі ықтимал.
Мысалы, транзистор жабылғанға дейін оның коллекторлық тізбегінде
= 10 А жүктемелі ток ағатын, бастапқы кернеу
U
=
Е
= 100 В,
транзистор коллекторындағы мүмкін кернеу
U
КЭmах
= 200 В, транзистор
коллекторлық тогының түсу уақыты — 0,5 мкс. Электрмагниттік ин-
дукция заңына сай транзисторды жапқан кезде жүктеменің индуктивті
құраушысында өзік индукция ЭДС пайда болады.
10.7-сурет Белсенді-индуктивті жүктемеге жұмыс жасайтын тран-
зисторлық кілт схемасы
| e | =
L
di
≈
L
Δ
i
dt
Δ
t
Жүктеме индуктивтілігі үшін Lн = 100 мкГн
10
| e | = 100
·
10
-6
= 2000 B
0,5
·
10
-6
Өздік ЭДС бағыты дəл қуат көзінің
Е
. ЭДС бағытымен бірдей. Со-
ның салдарынан эмиттерлік-коллекторлық ауысуға рұқсат етілген кер-
неуден əлдеқайда жоғары кернеу қолданылады да, транзистордың істен
шығуы орын алады. Транзисторды сақтау үшін жүктемеге параллель
диод
VD
қосады. Бұл жағдайда транзисторды сөндірген кезде жүктеме-
дегі ток диодпен тұйықтаған тізбек бойымен ағады жəне транзистордың
эмиттерлік-коллекторлық ауысуына қауіпсіз кернеу салынады, оның
мəні Кирхгофтың екінші заңына сай анықталады:
KЭ
VD
~ Е
.
Диодты жүктемеге параллель қосу транзистордағы артық ток керне-
уінің ұлғаюынан арылауға мүмкіндік береді, сонымен қатар бұл қорға-
ныс тəсілімен қосу кезінде транзисторда жəне диодта үлкен импульстік
токтар пайда болады. Бұл токтарды өтпелі деп атайды. 10.8-суретте
диод
VD
бар болған кезде жəне жоқ болған кездегі кернеу мен ток ос-
циллограмалары келтірілген.
Өтпелі токтың пайда болу себебі келесіде. Кезекті басқару импуль-
сін берген кезде транзистор ашылады, бірақ сонымен қатар диод
VD
өзінің инерциялығына байланысты əлі де өзінің өткізгіш күйінде қала-
162
др
скв
f
=
н,
10.8-сурет. Транзисторлық кілт элементтерінде ток пен кернеудің осцилло-
граммалары:
а, б
— диод
VD
жоқ кезде;
в... д
— диод бар кезде
ды. Оның жабылуы үшін кері кедергіні қайта қалпына келтуруге уақыт
керек. Осылайша, бірнеше микросекундтың жартысында ЕК ток көзі
қысқа тұйықталуға жақын режимде болады. Диод пен ток транзисто-
рына қауіпті импульс пайда болады, оның көлемі тек көздің, диодтың
жəне транзистордың ішкі кедергісімен шектелген жəне монтажды же-
тек кедергісіне тəуелді (10.8, г, д-сурет). Бұл ток диод пен транзистор-
дың бастапқы тоғынан асып түседі жəне бұл оның істен шығуына алып
келеді.
Шығыс каскадтарды қорғау үшін өтпе токтарды шектейтін қосымша
элементтер қолданылады. Осы элементтердің кедергісі токтың қысқа-
мерзімдік шыңдарын шектей отырып, салыстырмалы түрде баяу өтіп
жатқан жұмыс токтарына əсер етпеуі тиіс. Бұл міндеттерге индуктивті
ток жақсы шешеді. Транзистор коллекторы тізбегіне шағын индук-
тивтілігі
Х
(10.9-сурет) бар дроссель қосады. Бұл индуктивтіліктің ша-
масы келесідей есептеледі.
Өтпелі ток
t
ағып өтетін уақытты біле тұра, қандай да бір эквива-
лентті синусоидалық токтың жарты кезеңі ретінде қабылдайды.
1
экв
T
1
=
2
t
экв
скв
Өтпелі токтың шектеу деңгейін жүктеменің бастапқы тоғына қа-
тысты таңдайды:
І
скв.огр
=
КI
бұл жерде
К
— токтың шектелу коэф-
фициенті. Осыдан кейін дроссельдің қажетті индуктивтілік кедергісін
анықтайды
Х
=
Е /I
L
др
К
скв.огр.
163
Х
экв
L
н
н
з
з
з
2
.
др
W
c
U
L
др
= 2π
f
болғандықтан, ізделінген индуктивтілік:
Х
2
Е t
2
Е t
L
=
L
др
=
К
скв
=
К
скв
др
2
pf
экв
2π
KI
2π
KI
Дроссель өтпелі токтың кезекті импульсінің шектеуіне дайын болуы
үшін, оған дейін болған импульстен сақталған энергияны тарату қажет.
Ол үшін дроссельді
VD2
диодпен шунттайды.
Транзисторды ауыстырып қосу жұмыс жиілігі эквивалентті жиілік-
тен көп кіші болғандықтан, дроссельдің индуктивті кедергісі де жұмыс
жиілігінде өте аз болады.
Токтың артық кернеуінен қуаты аз кілттерді қорғау үшін стабили-
трондар мен конденсаторлар қолданылады. 10.10-суретте транзистор-
дың эмиттерлі-коллекторлық ауысуына параллель қосылатын резисто-
рымен
R
бірге конденсатор
С
көмегімен транзисторды ток кернеуінен
сақтау схемасы келтірілген. Транзисторды қосқан кезде паразитті ин-
дуктивтіліктерде жинақталған энергия қорғаныс конденсаторына
С
беріледі, ол транзисторды ток кернеуінің артуынан қорғайды. Конден-
сатордың сыйымдылығын
С
келесі энергетикалық қатынастардан есеп-
тейдейді.
Паразиттік индуктивтілікте жинақталған энергия
=
LI
L
2 .
C U
2
Қорғаныс конденсаторына берілген энергия
W
=
3
2
огр
, бұл жерде
огр
—
транзистордың эмиттерлі-коллекторлық ауысуында шекте-
уші кернеу деңгейі, оның шекті мүмкін кернеумен анықталады
U
КЭmах
10.9
-сурет. Ток кернеуінің асып
кетуінен жəне өтпелі токтан сақтау
транзисторлық кілтінің схемасы
10.10-сурет. Ток кернеуінің асып
кетуінен жəне өтпелі токтан сый-
ымдылықты сақтау транзисторлық
кілтінің схемасы
164
U
С
2
R
з
Кимп
з
ст
U
=
К
L
К
з
I
I
КЭ
10.11
сурет. Стабилитрон
көме- гімен ток кернеуінің асып
кетуінен қорғанысы бар
транзисторлық кілт схемасы
огр
огр
КЭmах
қабылдап, бұл жерде
К
огр
—
шектеу коэффициенті,
шамамен 0,5- 0,7 тең жəне
W
лесідей формула аламыз
жəне
W
, үшін өрнектерін теңестіріп, ке-
LI
2
=
С К
2
U
2
.
3
огр
КЭmах
Алынған формуланы қолданып, қорғаныс конденсаторының сый-
ымдылығын анықтайды:
С
=
LI
3
U
2
КЭmах
2
огр
Транзисторды ашқан кезде сол арқылы жəне шектеуші резистор
арқылы конденсатордың заряды таусылады. Резистор кедергісін
R
транзистордың коллекторлық тізбегіндегі ток шекті мүмкін импульстік
токтан
I
əр нақты транзистордың анықтамаларында берілетін мəн-
нен асып кетпейтіндей етіп таңдайды:
U
U
R ≥
С
3
=
огр
3
Кимп
Кимп
Сонымен қатар, транзистордың ашық күйі уақытында конденсатор-
дың
С
заряды таусылмауы керек, яғни разряд уақытының тұрақтылығы
тр =
R С
≤
t
VT
/(3…4).
з з
открк
Стабилитрон көмегімен ток кернеуінің асып кетуінен қорғанысы
бар транзисторлық кілт схемасы 10.11-суретте көрсетілген.
U
кернеу-
ді стабилитронның тұрақты болуына дейін шектейтін
VD
стабилитрон,
транзистордың эмиттерлі-коллекторлық ауысуына параллель қосылған.
Стабилитронды келесідей есеппен таңдайды:
U
КЭmах
≤
U
, ал стабили-
тронның тұрақтандыру тоғы бастапқы мəнінен аспауы керек
I
= (
Е
+
e
)/
R
cт.ном
К
L
н
165
P
U
β
P
P
P
упр
=
I
Б
+
І
U
=
=
I
(
U
+
)
Достарыңызбен бөлісу: |
