|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы как ключевого элемента схем источников вторичного электропитания является падение напряжение на нем в открытом состоянии. Чем меньшим оказывается падение напряжения на открытом транзисторе, тем меньшими будут -потери мошности в «ем, тем выше к.п.д. ИВЭ и меньше масса и габариты радиатора, отводящего тепло от данного транзистора. Наименьшее падение напряжения на открытом транзисторе обеспечивает режим его насыщения. Для обеспечения режима насыщения транзистора необходимо выполнение условия нас 213 > =к нас- В этом случае коллекторный ток открывающегося транзистора, увеличиваясь в соответствии с выражением (2-8), в момент (см. рис. 2-10) достигает значения /j цас после чего он остается постоянным в течение времени действия положительного управляющего сигнала, т. е. дО момента 4- Длительность времени нарастания импульса тока коллектора (1-h), вычисленная по формуле (2-8), равна: 213 Бнас ,„ /„р « Тг 1п ------ . (2-10) "21Э б нас ~к нас Обозначив отношение ftjis б нас/к нас через коэффициент насыщения Кцас> получим: /„р = Тт1п . (2-11) Анас - 1 Транзистор в режиме насыщения лишается своих усилительных свойствток его коллектора практически не зависит от тока базы. Падение напряжения между электродами эмиттера и коллектора практически постоянно и, как правило, не превышает нас долей вольта. Отметим, что при сравнительно неглубоком насвщении (/С нас не более 1,5) падение напряжения на открытом транзисторе возрастает по мере приближения к границе режима насыщения (Бнас 219 ~к нас)- Р"- 2-12 в качестве примера приведены зависимости Uy от значения коэффициента насыщения Кнас для некоторых силовых транзисторов, используемых в ИВЭ. Рассмотрим процессы, происходящие при закрывании транзистора в результате скачкообразного изменения полярности управляющего сигнала (рис. 2-10). Пусть в момент входной сигнал, а следовательно, и ток базы транзистора скачком изменили свою полярность на обратную. При этом начинается рассасывание избыточных носителей заряда в области базы транзистора, причем вплоть до момента выхода транзистора из режима насыщения erQ коллекторный ток изменяться не будет. После окончания процесса рассасывания транзистор выходит из режима насыщения и вновь приобретает свои усилительные свойства. Длительность интервала рассасывания fpac. т может быть определена для данного случая по формуле [3]: рас.т ~ Р Бнас- зап к нас (2-12) б зап где Тр-постоянная времени рассасывания. В ИВЭ часто выполняется условие /б н..с = формула (2-12) упрощается: 2 /Снас Бзап> "РИ ЭТОМ Анас -- 1 Накопление и рассасывание избыточных неосновных носителей заряда в области базы транзистора, связанные с обеспечением режима его насыщения и выходом из него, в значительной степени определяют инерционность транзистора и ограничивают быстродействие транзисторных ключевых каскадов. Для достижения наименьших потерь МОЩНОСТИ в транзисторном каскаде и увеличения его к.,п.д. необходимо увеличивать глубину насыщения транзистора, однако это приводит к усилению его инерционных свойств. После окончания процесса рассасывания начинается спад тока коллектора транзистора, сопровождающийся увеличением напряжения на его кол лекторе. Закон, изменения коллекторного тока транзистора при неизменном токе базы /g имеет вид: 1,0 0,8 0,В 0,f 0,2 О
Рис. 2-12. Зависимость падения напряжения на насыщенном транзисторе от коэффициента его насыщения. к ~ б зан 213 + (к нас ~ б г (2-13) В выражении (2-13) время для удобства отсчитывается от момента выхода транзистора из режима насыщения. Длительность спада импульса тока коллектора, т. е. интервала /4-1/5 (см. рис. 2-10), в течение которого ток /j соответствии с формулой (2-13) равна: к нас уменьшается до нулевого значения, в /сп = 1п /к- - /б зап 213 Формула (2-14) б зап 213 справедлива при /; б зап (2-14) больше (0,1- 0.2) /кнас- Основнымн параметрами транзисторов, характеризующими их работу в режиме переключений, являются максимально допустимый ток коллектора в рекиме насыщения /к макс падения напряжения между электродами эмиттера и базы эБнас эмиттера и коллектора кэнас насыщенного транзистора, максимально допустимый ток базы /б макс ( параметры характеризуют открытое состояние транзистора); максимально допустимые напряжения эмиттер-база i/эБ макс коллектор-эмиттер Ls макс т. е. параметры, характеризующие закрытое состояние транзистора; статический коэффициент передачи тока ftgjg. предельная частота коэффициента передачи тока f, ёмкость коллекторного р-п перехода С к, постоянная времени рассасывания Тр - параметры, характеризующие импульсные свойства транзистора. Статические параметры транзисторов, характеризующие их открытое и закрытое состояния, обычно приводятся в справочниках и технических .условиях на транзисторы. Что же.касается импульсных параметров транзисторов, то они, как правило, в справочниках не приводятся, а определяются экспериментально при исследовании простейших транзисторных каскадов. Для силовых бездрейфовых транзисторов, как показано выше, Тх в основном определяется значением предельной частоты fht так как вли.чнием емкости коллекторного р-п перехода в этом случае можно пренебречь. Предельная частота коэффициента передачи тока транзисторов типов П213-П217 и П210 составляет примерно 3-5 кГц, транзисторов типов ГТ403А-ГТ403И - 8 кГц, транзисторов типов МП26, МП26Б - 10-15 кГц. Постоянная времени рассасывания Тр определяется в схеме, изображенной на рис. 2-7. При подаче в цепь базы транзистора импульсов тока прямоугольной формы измеряется длительность ин--тервала рассасывания /рас.», а затем но формуле (2-12) находится Тр. Для приближенных расчетов процессов рассасывания избыточных неосновных носителей заряда в области базы бездрейфовых транзисторов можно предполагать, что Тр » Т к l/2jt j. Для силовых дрейфовых транзисторов значения Ск и Тр рассчитываются по формулам (2-8), (2-9) и (2-12). Входящие в данные формулы Тт и /рас определяются по экспериментальным осциллограммам тока коллектора транзистора, включенного в схе-, му, изображенную на рис. 2-7: При определении Тт и h открытый транзистор должен находиться на границе режима насыщения, дли чего его ток базы должен быть таким, чтобы напряжение между коллектором и эмиттером открытого транзистора составляло примерно 2-2,5 В. Осббую группу транзисторов, образуют однопереходные транзисторы (ОПТ), иногда называемые двухбазовыми диодами. Они являются переключающими приборами, находят практическое применение в схемах управления тиристорных регуляторов (стабилизаторов) напряжения переменного тока и регулируемых (стабилизирующих) выпрямителей, в импульсных генераторах и устройствах защиты. Вольт-амперная характеристика ОПТ и схема его вклюзения приведены на рис. 2-13. В диапазоне малых значений напряжения на входе ОПТ («э) единственный р-п переход ОПТ закрыт под действием падения напряжения на базовой области, расположенной между эмиттером 0 1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||