Пояснения к работе

В момент времени t = 200 нс на вход подано напряжение величиной 2В, и в этот момент начинается процесс открывания ключа. Этот процесс состоит в том, что в базу втекает ток определяемый величиной входного напряжения и в базе начинается накопление заряда неосновных носителей. Проявлением накопления заряда является изменении тока коллектора. Изменение тока коллектора заканчивается тогда, когда:

• либо заканчивается накопление заряда в базе,

• либо величина тока начинает определяться не зарядом в базе, а величиной сопротивления в цепи коллектора.

В первом случае речь идет об активном линейном режиме, и величина выходного напряжения может быть достаточно большой. Если же величина напряжения мала, сравнима с напряжением насыщения, то говорят о насыщении близком к единице, как получилось у нас.

Во втором случае процесс заканчивается насыщением транзисторного ключа, при этом обязательно напряжение на коллекторе имеет малую величину, не более Uнас транзистора, а в базе накапливается избыточный заряд неосновных носителей, что приводит к снижению быстродействия при выключении ключа.

В момент t = 100 нс входное напряжение становиться равным нулю, что соответствует началу процесса закрывания ключа. Этот процесс состоит в том, что в базе начинается рассасывание заряда неосновных носителей. Если избыточный заряд равен нулю, то уменьшение заряда сразу же приводит к изменению коллекторного тока. Если же избыточный заряд имеется, то сначала рассасывается он и коллекторный ток не меняется (не меняется и напряжение на коллекторе). Когда избыточный заряд рассосется, начнется изменение коллекторного тока и напряжения. Это мы видим на диаграмме рис. Изменение коллекторного напряжения начинается только через 6 нс. Следовательно, время рассасывания избыточного заряда равно 6 нс, и это является задержкой выключения ключа. Если бы избыточный заряд отсутствовал, то задержка выключения ключа была бы равна нулю.

Контрольные вопросы

1. Каковы функции транзисторного ключа?

2. Что такое ─ коэффициент насыщения?

3. Что такое ─ избыточный заряд?

4. Как влияет форсирующий конденсатор на работу транзисторного ключа?

5. Как влияет диод Шоттки на работу транзисторного ключа?

Краткое руководство по работе в пакете Switcher cad.

SwitcherCAD/LTSpice – программа разработанная компанией Linear Technology, предназначенная для проектирования электрических цепей (аналоговых и цифровых) и анализа их электрических параметров в различных режимах. Средства программы позволяют строить электронные цепи средней сложности и большой сложности за счёт создания подцепей. Программа предоставляет практически те же возможности, что и распространенные пакеты Microcap, Multisim, OrCAD и другие. В отличие от аналогичных программ SwitcherCAD характеризуется более высокой скоростью моделирования и малым объемом требуемого дискового пространства.

Также достоинством программы является ее свободное распространение (freeware). Пакет Switcher CAD полностью доступен для общего ис­пользования. и свободно распространяется через вебсайт этой компании www.linear.com. В па­кет включены файлы со схемами, которые полностью подготовлены для демонстрации всех возможностей программы. Программа является пол­нофункциональной и позволяет пользователю разрабатывать собствен­ные схемы.

К недостаткам SwitcherCAD следует отнести «менее дружественный» интерфейс в сравнении с Microcap, Multisim и OrCAD, а также ограниченное количество собственных библиотек элементов.

Программа работает с теми же spice-моделями электронных элементов, что и другие симуляторы, поэтому дополнительные библиотеки могут быть без труда добавлены к имеющимся.

SwitcherCAD III предназначен для использования как опытными инженерами-проектировщиками, так и новичками. Опытным инженерам программа позволит быстро изменять параметры, компоненты электронных схем, проверять работоспособность новых схемных решений и находить оптимальные варианты схем.

Вместе с тем, необходимо помнить, что все симуляторы, включая SwitcherCAD III, – это лишь инструменты, позволяющие упростить процесс проектирования, который должен также включать этапы макетирования и испытаний.

В элементную базу входит приблизительно 800 символов. Эти симво­лы охватывают большинство мощных электронных устройств, операци­онных усилителей, компараторов и многих других устройств для проек­тирования электрических схем. Можно разрабатывать пользовательские символы.

Пиктограммы на главной панели имеют назначение, показанное на рис.1.

На рис.1 обозначено:

1 - ввод проводников; 2 - ввод глобального узла ("земли"); 3 - ввод пор­та или имени проводника; 4 - ввод резистора; 5 - ввод конденсатора; 6 -ввод индуктивности; 7 - ввод диода; 8 - ввод схемных элементов; 9 - за­дание режима перемещения отдельных объектов схемы; 10 - задание ре­жима перемещения схемных элементов; 11,12 - вращение элемента (Ctrl+R); 13,14 - зеркальное отображение элемента (Ctrl+E); 15 - ввод комментария; 16 - текстовый ввод Spice-директивы.

Для работы с объектами схемы - их перемещением, удалением, враще­нием или зеркальным отображением, необходимо нажать на соответству­ющую пиктограмму, затем навести курсор на объект схемы. Курсор по­сле нажатия на пиктограмму видоизменяет свою форму. Можно работать с группой объектов, если курсором "оттянуть" прямоугольник, захваты­вающий объекты.

Редактирование параметров компонент

Параметры компонент могут быть отредактированы двумя или тремя различными способами, в зависимости от типа компонента:

1. Видимые на схеме параметры могут быть отредактированы, непо­средственно переводом курсора на параметр и правым кликом мыши. Курсор мыши при наведении на текст превращается в текстовый символ.

2. Достаточно большое число компонент - резисторы, конденсато­ры, катушки индуктивности, диоды, биполярные транзисторы, транзи­сторы MOSFET, транзисторы JFET, независимые источники напряжения, независимые источники тока, иерархические блоки схемы имеют специ­альные редакторы. Эти редакторы могут обратиться к соответствующей базе данных устройств. Для использования этих редакторов, надо наве­сти курсор на саму компоненту, и кликнуть правой кнопкой мыши.

3. Поместить курсор поверх компоненты, удерживая клавишу CTRL, нажать правую кнопку мыши. Появится диалоговое окно, в кото­ром можно отредактировать все доступные атрибуты компонента. Рядом с каждым полем можно установить флажок, чтобы указать отображение атрибута на схе­ме.