10. Фиксаторы вершины импульсов.

Фиксатор вершины импульса (Рис. 8). обеспечивает привязку вершины импульсов к нулевому уровню.

Рис. 9.

Рис. 10.

11. Последовательный диодный ограничитель: назначение, схема, принцип действия. Последовательный диодный ограничитель.

Е₀ – источник постоянного напряжения, задающий порог ограничения.

При диод V закрыт и на выходе .

При , , т.е. ограничитель снизу.

Выясним влияние не идеальности диода, т.е. влияние r_пр, е₀, I_s и наличие C_н и C_{ак.диода}. Е₀=0!

I_s – величина обратного тока диода. На примере ограничения импульса меандра.(рис.12)

При действии (+) полуволны эквивалентная схема имеет вид.

Т.к. r_пр R_н, то .

При действии (-) полуволны:

,

т.е. оба уровня сдвинулись вниз: верхний на е₀, нижний на -I_sR_н.

рис.12

Для оценки влияния паразитных ёмкостей представим схему в виде.

Пусть на входе действует (-) полуволна, тогда на выходе близко к 0.

Диод заперт и ёмкость С_акт. Заряжена до напряжения , т.е. , .

Происходит скачёк на выходе от –Е до +Е. Т.к. диод инерционен он не открыт и в первый момент наблюдается скачёк на выходе: , за счет ёмкостного делителя . Затем диод открывается и паразитная ёмкость ограничителя , заряжается и напряжение на выходе возрастает от величины до уровня с постоянной времени:

, т.к. .

Длительность фронта: .

В установившемся режиме напряжение на С_акт и диоде =е₀, а на . (Т.к. , )

Происходит обратный скачёк от +Е до –Е. Наблюдается обратный скачёк вызванный делителем С_акт,С_н. После выключения диода ёмкость С_н начинает разряжаться через R_н. По предельной составляющей С_н включается и поэтому , а .

12. Ключевые схемы: понятие, классификация, схемы транзисторных ключей,

характеристика режимов работы транзистора

2. Транзисторные ключи.

Ключом называется схема, которая проходит коммутацию цепи нагрузки с помощью управляющих сигналов.

Качество транзисторного ключа определяют в первую очередь min падение напряжения на нём в замкнутом состоянии и min током в разомкнутом состоянии, а также скорость перехода из одного состояния в другое.

2.1 Биполярные ключи

Ключевые схемы лежат в основе более сложных импульсных схем.

В ключах триоды работают в нескольких качественно различных режимах.

1. Режим отсечки (оба перехода закрыты) ; .

2. Активный режим: ; .

3. Инверсный активный режим: ; .

4. Режим насыщения: ; .

Режим отсечки ( точка А на статических характеристиках) наблюдается, если напряжение на базе положительно и удовлетворяет условию , где Е_б0 – напряжение запирания.

Токи в транзисторе при запертом состоянии: I_к0 – тепловой ток коллектора (течёт в прямом направлении); I_б0 и I_э0 в обратном. У несимметричных транзисторов I_э0 I_б0 I_к0 и I_э0 0. Напряжение на коллекторе: .

При U_б=0 i_б I_б0, i_к I_к0, а i_э 0, т.е. стал положительным.

При I_б=0 через транзистор течёт сквозной ток .

Режим насыщения. Оба уравнения перехода смещены в положительном направлении и напряжения на них не превышают нескольких φ_т (тепловых потенциалов). Условие насыщения и не всегда удобно, поэтому критерий насыщения выражают через токи.

Обычно Е_б и Е_к межэлектродных напряжений, поэтому .

На границе насыщения (точка В) при U_к 0 имеем , а в режиме насыщения и или . Режим насыщения определяется не величиной токов, а их соотношением: при Е_б =Е_к; .

Количественная характеристика насыщения оценивается параметром степень насыщения и определяется как относительное превыщение базового тока I_б значения I_бн, т.е.

.

Таким образом в режиме отсечки в цепи базы протекает обратный ток

.

В режиме насыщения токи I_б, I_к, I_э определяются практически напряжениями Е_б, Е_э, Е_к и R_б, R_э, R_к.

.

Транзисторный ключ можно оценить по следующим показателям:

1. перепады выходного напряжения и тока (оценка по мощности);

2. перепады входного напряжения и тока (оценка по чувствительности).

R_вых – выходное сопротивление ключа.

t_вкл и t_выкл – характеризующие быстродействие ключа.

Проведем оценку транзисторного ключа по этим параметрам.

В режиме запирания: .

В режиме насыщения: и .

В режиме запирания i_вых=I_к0.

В режиме насыщения .

При оценке по параметрам и следует учесть то, что в режиме запирания входная цепь имеет большое сопротивление и подобна генератору напряжения, т.е. для обеспечения в режиме насыщения запирания достаточно выполнить условие , а в режиме насыщения r_вх=0 и входная цепь эквивалентна генератору тока, определяемого как .

Выходное сопротивление ключа определяется выходным сопротивлением транзистора и резистора R_к, т.к. r_вых R_к, то R_вых R_к.