เมื่อทำงานกับวงจรที่ซับซ้อน ควรใช้เทคนิคทางเทคนิคต่างๆ ที่จะช่วยให้คุณบรรลุเป้าหมายได้โดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย หนึ่งในนั้นคือการสร้างสวิตช์ทรานซิสเตอร์ พวกเขาคืออะไร? เหตุใดจึงควรสร้างขึ้น เหตุใดจึงเรียกว่า "กุญแจอิเล็กทรอนิกส์" คุณสมบัติของกระบวนการนี้คืออะไรและฉันควรใส่ใจอะไร
ทรานซิสเตอร์สวิตช์ทำมาจากอะไร
พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบ field-effect หรือไบโพลาร์ แบบแรกแบ่งออกเป็น MIS และคีย์ที่มีจุดควบคุม p–n ในบรรดาไบโพลาร์นั้นมีความแตกต่างกัน คีย์ทรานซิสเตอร์ 12 โวลต์จะสามารถตอบสนองความต้องการพื้นฐานของนักวิทยุสมัครเล่นได้
โหมดการทำงานคงที่
มันวิเคราะห์สถานะส่วนตัวและสาธารณะของคีย์ อินพุตแรกมีระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำ ซึ่งบ่งชี้ว่าสัญญาณลอจิกเป็นศูนย์ ในโหมดนี้ ทรานซิชันทั้งสองอยู่ในทิศทางตรงกันข้าม (ได้ค่าคัตออฟ) และมีเพียงความร้อนเท่านั้นที่สามารถส่งผลต่อกระแสของตัวสะสม ในสถานะเปิด ที่อินพุตของคีย์จะมีระดับแรงดันสูงที่สอดคล้องกับสัญญาณหน่วยลอจิคัล สามารถทำงานได้สองโหมดพร้อมกัน ประสิทธิภาพดังกล่าวอาจอยู่ในขอบเขตความอิ่มตัวหรือขอบเขตเชิงเส้นของคุณลักษณะเอาต์พุต เราจะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติม
ความอิ่มตัวของคีย์
ในกรณีเช่นนี้ ชุมทางทรานซิสเตอร์จะเอนเอียงไปข้างหน้า ดังนั้น หากกระแสฐานเปลี่ยนแปลง ค่าตัวรวบรวมจะไม่เปลี่ยนแปลง ในทรานซิสเตอร์แบบซิลิกอน ต้องใช้ประมาณ 0.8 V เพื่อให้ได้อคติ ในขณะที่สำหรับทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม แรงดันไฟฟ้าจะผันผวนภายใน 0.2-0.4 V โดยทั่วไปแล้วความอิ่มตัวของคีย์จะบรรลุผลได้อย่างไร สิ่งนี้จะเพิ่มกระแสฐาน แต่ทุกสิ่งมีขีดจำกัด เช่นเดียวกับความอิ่มตัวที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อถึงค่าปัจจุบัน ค่านั้นจะหยุดเพิ่มขึ้น และเหตุใดจึงต้องดำเนินการอิ่มตัวที่สำคัญ มีค่าสัมประสิทธิ์พิเศษที่แสดงสถานะของกิจการ ด้วยการเพิ่มความจุโหลดที่สวิตช์ทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้น ปัจจัยที่ไม่เสถียรเริ่มมีอิทธิพลด้วยแรงน้อยลง แต่ประสิทธิภาพลดลง ดังนั้น ค่าสัมประสิทธิ์ความอิ่มตัวจึงถูกเลือกจากการพิจารณาประนีประนอม โดยเน้นที่งานที่จะต้องดำเนินการ
ข้อเสียของกุญแจไม่อิ่มตัว
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าค่าที่เหมาะสมยังไม่ถึงที่สุด? แล้วจะมีข้อเสียดังกล่าว:
- แรงดันไฟของกุญแจสาธารณะจะลดลงเหลือประมาณ 0.5 V.
- ภูมิคุ้มกันทางเสียงจะเสื่อมลง นี่เป็นเพราะความต้านทานอินพุตที่เพิ่มขึ้นซึ่งสังเกตได้จากปุ่มเมื่ออยู่ในสถานะเปิด ดังนั้นการรบกวนเช่นไฟกระชากก็จะนำไปสู่การเปลี่ยนพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์
- ปุ่มอิ่มตัวมีความคงตัวของอุณหภูมิอย่างมาก
อย่างที่คุณเห็น กระบวนการนี้ยังคงดีกว่าที่จะดำเนินการเพื่อให้ได้อุปกรณ์ที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้นในที่สุด
ประสิทธิภาพ
พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับความถี่สูงสุดที่อนุญาตเมื่อสามารถสลับสัญญาณได้ ในทางกลับกันนี้ขึ้นอยู่กับระยะเวลาของชั่วครู่ซึ่งถูกกำหนดโดยความเฉื่อยของทรานซิสเตอร์รวมถึงอิทธิพลของพารามิเตอร์กาฝาก ในการกำหนดลักษณะความเร็วขององค์ประกอบลอจิก มักจะระบุเวลาเฉลี่ยที่เกิดขึ้นเมื่อสัญญาณล่าช้าเมื่อส่งไปยังสวิตช์ทรานซิสเตอร์ ไดอะแกรมที่แสดงมักจะแสดงช่วงการตอบสนองโดยเฉลี่ยเท่านั้น
โต้ตอบกับปุ่มอื่นๆ
องค์ประกอบการเชื่อมต่อใช้สำหรับสิ่งนี้ ดังนั้น หากคีย์แรกที่เอาต์พุตมีระดับแรงดันสูง คีย์ที่สองจะเปิดขึ้นที่อินพุตและทำงานในโหมดที่ระบุ และในทางกลับกัน. วงจรการสื่อสารดังกล่าวส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกระบวนการชั่วคราวที่เกิดขึ้นระหว่างการสลับและความเร็วของปุ่ม นี่คือการทำงานของสวิตช์ทรานซิสเตอร์ ที่พบมากที่สุดคือวงจรที่ปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นระหว่างทรานซิสเตอร์สองตัวเท่านั้น แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะไม่สามารถทำได้โดยใช้องค์ประกอบสาม สี่ หรือมากกว่านั้น แต่ในทางปฏิบัติหาใบสมัครนี้ยากจึงไม่ใช้การทำงานของสวิตช์ทรานซิสเตอร์ประเภทนี้
เลือกอะไรดี
ทำงานกับอะไรดีกว่ากัน? ลองนึกภาพว่าเรามีสวิตช์ทรานซิสเตอร์แบบธรรมดาซึ่งมีแรงดันไฟฟ้า 0.5 V จากนั้นเมื่อใช้ออสซิลโลสโคปจะสามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดได้ หากกระแสสะสมถูกตั้งค่าเป็น 0.5mA แรงดันไฟฟ้าจะลดลง 40mV (ฐานจะอยู่ที่ประมาณ 0.8V) ตามมาตรฐานของงาน เราสามารถพูดได้ว่านี่เป็นส่วนเบี่ยงเบนที่ค่อนข้างสำคัญ ซึ่งกำหนดข้อจำกัดในการใช้งานในหลายวงจร เช่น ในสวิตช์สัญญาณแอนะล็อก ดังนั้นพวกเขาจึงใช้ทรานซิสเตอร์แบบ field-effect พิเศษซึ่งมีทางแยก p–n ควบคุม ข้อได้เปรียบของพวกเขาเหนือลูกพี่ลูกน้องของพวกเขาคือ:
- แรงดันตกค้างเล็กน้อยบนกุญแจเมื่ออยู่ในสถานะเดินสาย
- ความต้านทานสูงและเป็นผลให้กระแสขนาดเล็กไหลผ่านองค์ประกอบปิด
- ใช้พลังงานต่ำ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมที่สำคัญ
- สามารถสลับสัญญาณไฟฟ้าระดับต่ำที่เป็นหน่วยไมโครโวลต์ได้
กุญแจรีเลย์ทรานซิสเตอร์เป็นแอพพลิเคชั่นในอุดมคติสำหรับภาคสนาม แน่นอนว่าข้อความนี้ถูกโพสต์ที่นี่เพื่อให้ผู้อ่านได้ทราบถึงแอปพลิเคชันของตนเท่านั้น ความรู้และความเฉลียวฉลาดเพียงเล็กน้อย - และความเป็นไปได้ของการใช้งานซึ่งมีสวิตช์ทรานซิสเตอร์ จะมีการประดิษฐ์จำนวนมากขึ้น
ตัวอย่างงาน
เรามาดูกันดีกว่าวิธีการทำงานของสวิตช์ทรานซิสเตอร์อย่างง่าย สัญญาณสวิตช์จะถูกส่งจากอินพุตหนึ่งและลบออกจากเอาต์พุตอื่น ในการล็อคกุญแจจะใช้แรงดันไฟฟ้าที่เกตของทรานซิสเตอร์ซึ่งเกินค่าของแหล่งกำเนิดและระบายออกด้วยค่าที่มากกว่า 2-3 V แต่ในกรณีนี้ควรระมัดระวังไม่ให้ เกินขอบเขตที่อนุญาต เมื่อปิดคีย์ ความต้านทานจะค่อนข้างมาก - มากกว่า 10 โอห์ม ค่านี้ได้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่ากระแสอคติแบบย้อนกลับของทางแยก p-n มีผลกระทบเพิ่มเติม ในสถานะเดียวกัน ความจุระหว่างวงจรสัญญาณสวิตช์และอิเล็กโทรดควบคุมจะผันผวนในช่วง 3-30 pF ทีนี้มาเปิดสวิตช์ทรานซิสเตอร์กัน วงจรและแนวปฏิบัติจะแสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าของอิเล็กโทรดควบคุมจะเข้าใกล้ศูนย์ และขึ้นอยู่กับความต้านทานโหลดและลักษณะแรงดันไฟสลับอย่างมาก นี่เป็นเพราะระบบทั้งหมดของการโต้ตอบของเกต การระบายน้ำ และแหล่งที่มาของทรานซิสเตอร์ สิ่งนี้สร้างปัญหาบางอย่างสำหรับการทำงานของโหมดผู้ขัดขวาง
เพื่อแก้ปัญหานี้ มีการพัฒนาวงจรต่างๆ เพื่อทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ไหลระหว่างช่องสัญญาณและเกตมีเสถียรภาพ ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพ แม้แต่ไดโอดก็สามารถใช้ได้ในความสามารถนี้ ในการทำเช่นนี้ควรรวมไว้ในทิศทางไปข้างหน้าของแรงดันบล็อก หากมีการสร้างสถานการณ์ที่จำเป็น ไดโอดจะปิด และชุมทาง p-n จะเปิดขึ้น เพื่อที่ว่าเมื่อแรงดันสลับเปลี่ยน มันยังคงเปิดอยู่ และความต้านทานของช่องสัญญาณไม่เปลี่ยนแปลง ระหว่างแหล่งจ่ายและอินพุตของคีย์ คุณสามารถเปิดตัวต้านทานความต้านทานสูง และการมีอยู่ของตัวเก็บประจุจะช่วยเร่งกระบวนการชาร์จแบตให้เร็วขึ้น
การคำนวณคีย์ทรานซิสเตอร์
เพื่อความเข้าใจ ฉันยกตัวอย่างการคำนวณ คุณสามารถแทนที่ข้อมูลของคุณ:
1) Collector-emitter - 45 V. การกระจายพลังงานทั้งหมด - 500 mw. Collector-emitter - 0.2 V. จำกัด ความถี่ในการทำงาน - 100 MHz เบสอิมิตเตอร์ - 0.9 V. กระแสสะสม - 100 mA อัตราส่วนการถ่ายโอนปัจจุบันทางสถิติ – 200.
2) ตัวต้านทาน 60mA: 5-1, 35-0, 2=3, 45.
3) ค่าความต้านทานของนักสะสม: 3.45\0.06=57.5 โอห์ม
4) เพื่อความสะดวก เราเอาค่า 62 โอห์ม: 3, 45\62=0, 0556 mA.
5) เราพิจารณากระแสฐาน: 56\200=0.28 mA (0.00028 A)
6) ตัวต้านทานฐานจะอยู่ที่เท่าไร: 5 - 0, 9=4, 1V.
7) กำหนดความต้านทานของตัวต้านทานพื้นฐาน: 4, 1 / 0, 00028 \u003d 14, 642, 9 โอห์ม
สรุป
และสุดท้ายเกี่ยวกับชื่อ "กุญแจอิเล็กทรอนิกส์" ความจริงก็คือสภาพที่เปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของกระแส และเขาเป็นตัวแทนของอะไร? ถูกต้อง ยอดรวมของประจุอิเล็กทรอนิกส์ นี่คือที่มาของชื่อที่สอง นั่นคือทั้งหมดที่ อย่างที่คุณเห็น หลักการทำงานและการจัดเรียงสวิตช์ทรานซิสเตอร์ไม่ได้ซับซ้อน ดังนั้นการทำความเข้าใจสิ่งนี้จึงเป็นไปได้ ควรสังเกตว่าแม้แต่ผู้เขียนบทความนี้ก็ยังต้องใช้วรรณกรรมอ้างอิงเพื่อฟื้นฟูความทรงจำของเขาเอง ดังนั้น หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับคำศัพท์ เราขอแนะนำให้คุณระลึกถึงความพร้อมใช้งานของพจนานุกรมทางเทคนิคและค้นหาพจนานุกรมใหม่ข้อมูลเกี่ยวกับสวิตช์ทรานซิสเตอร์อยู่ที่นั่น