Схема замещения транзистора в режиме отсечки
В режиме отсечки транзистор можно заменить источником тока = 
, это соответствует разомкнутому состоянию ключа. Режим отсечки обеспечивается напряжением 
или осуществляемая за счет 
для кремниевых транзисторов.
Схема замещения транзистора в режиме насыщения
В режиме насыщения транзистор можно заменить двумя источниками напряжения между базой и эммитером, и между коллектором и эммитером. Режим насыщения обеспечивается токовым критерием: 
Расчет элементов связи в транзисторных ключах
|
Первый случай
VT1 – открыт (насыщен) , VT2 – закрыт
|
Ge
Si
R1 ограничивает входной ток
Второй случай
VT1 – закрыт, VT2 – открыт(насыщен)
(*) (**)
Определим R1:
Нагрузочная способность ключа-инвертора
|
VT1 – закрыт, VT2 – о(н)
VT3 - о(н)
…………
………… в режиме насыщения
…………
VT(n+1)- о(н)
iвых = niвх Þ 
iвых = 
iвх = 
iб 
iб=iвх - iсм
- условие, при котором все транзисторы нагрузки будут входить
в режим насыщения
1. Если VT1 закрыт и ненагружен (n=0) => Ik0
2. n=1, Ik0,iвх1 
уменьшается
Если n ключей, то Ik0,iвх,…,iвхn 
С увеличением n нагрузки, логическая “1” уменьшается могут быть сбои, т.к. нагрузочные параметры могут не войти в режим насыщения.
Ключ на биполярном кремниевом транзисторе с непосредственной связью
1. VT1 - о(н), VT2 – з
Uвых1=Uвх2=0.2 В<Uотсечки (т.к. кремниевый)=0.6 В
U0=0.2 В
2. VT1 - з, VT2 - о(н)
Uвх2=Uбн2=Uвых1=0.7 В
U1=0.7 В 
- мало (малый перепад между логической “1” и логическим “0”. 
1. VT1-о(н), VT2-з
Uвых1=Uкэн=0,2 В
Uвых1= Uд+Uбэ2
Uбэ2= Uвых1-Uд= 0.2-0.6= -0.4 В < Uотс VT2- надежно закрыт
2. VT1 - з, VT2 - о(н)
Эта схема позволяет увеличить разницу перепадов между логической «1” и логическим «0».
Возрастает помехоустойчивость схемы.
Переходные процессы при открывании ключа
Транзистор не может мгновенно перейти из состояния отсечки в состояние насыщения.
-время задержки фронта из 1 
iб = iвх - iсм
iк = iкн = Eк/Rк
dQб/dt - dQб/tб = iб1
Qб(t) = Qб(¥) – [Qб(¥) - Qб(0)]e-t/tб
Qб(0) = 0; Qб’(t) = iб1tб (1 - e-t/tб)
iк(t) = Qб(t[R1] )b / tб = iб1b (1 - e-t/tб)
Uвых = Uкэ = Eк - iк(t) Rк
t0 - t1 – время включения
t1 – t2 – время накопления избыточности на базе
Qбн = iб1tб
Переходные процессы при замыкании ключа
Быстродействие транзистора завитсит от:
- tрассасывания
- tвключения
- tвыключения
Повышение быстродействия транзисторного ключа
Влияние тока Iкн
Влияние тока Iб1
Влияние тока Iб2
Быстродействие достигается по max,
| tвкл уменьшается | tр уменьшается | tвыкл уменьшается |
| Iб1 увеличивается | Iб1 уменьшается, Iб2 увеличивается | Iб2 увеличивается |
Возникает противоречие, т.к. происходит увеличение и уменьшение Iб1 одновременно.
Способы повышения быстродействия
Применение ускоряющего конденсатора.
