Полупроводниковый ключ

Полупроводниковый ключ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ, содержащий силовой транзистор, поллектор которого подключен к выходной клемме и первому выводу первого диода, эмиттер - к общей шине, база к эмиттеру вспомогательного транзистора , база и коллектор которого соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, второй диод И входную клемму, отличаюш и и с я тем, что, с целью, повьпиения надежности, введены дополнительМ .1Й транзистор обратной проводимости по отношению к.силовому и вспомогатеш ному транзисторам, источник напряже- НИН , третий и четверть1й резисторы, при этом коллектор дополнительного транзистора соединен с вторым выводом первого резистора, эмиттер - с вторым вьшодом второго резистора и одной из клемм источника напряжения другая клемма которого подключена к обшей шине, база дополнительного транзистора через третий i резистор подключена к входной клемме и через четвертый резистор - к второму (Л выводу первого диода и через второй диод - к базе вспомогательного транзистора . ел м

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИК

1717 А (!9) SU (и) 3(51) Н 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 346908 6/ 18-21 (22) 09. 07. 82 (46) 30. 10. 83. Бюл, № 40 (72) В.. В. Сергеев и В. Г. Пузанов (71) Мосховский ордена Ленина и ордена Охтябрьсхой Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53). 621,382 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . № 438114, кл. Н ОЗ К 17/60, 1974.

2. Заявка Японии № 53-30892, кл. Н 02 М 7/537, 1978 (прототип). (54) (57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ

КЛЮЧ, содержащий силовой транзистор, коллектор которого подключен к выходной хлемме и -первому выводу первого диода, эмиттер - к общей шине, базах эмиттеру вспомогательного транзистора, база и коллектор которого соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, второй диод и входную клемму, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью. повышения надежности, введены дополнительный транзистар обратной проводимости по отношению к.силовому и вспомогательному транзисторам, источник напряжения, третий и четвертый резисторы, при этом коллектор дополнительного транзистора соединен с вторым выводом первого резистора, эмиттер - с вторым выводом второго резистора и одной из клемм источника напряжения другая клемма которого подключена к обшей шине, база дополнительного транзистора через третий резистор подключена к входной клемме и .через четвертый резистор — к второму выводу первого диода и через второй диод — к базе вспомогательного транзистора, 1051717

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано и качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения.

Известен полупроводниковый ключ, содержащий силовой и вспомогательный транзисторы, два диода, два реэис гора, входную и выходную клеммы $1J

Недостатком известного ключа является низкое быстродействие и болыиие потери мйцности в токоограничивающем элементе»

Известен также полупроводниковый ключ, содержащий силовой транзис гор, коллектор которого подключен к выходной клемме и первому выводу первого

1 диода, эмиттер - к общей шине, базак .эмиттеру вспомогательного трайвисто- ра, база и коллектор которого соединены с первыми выводами первого и второго реэис горов соответственно, второй диод и входную клемму (2)

Однако такай ключ характеризуется низкой .надежностью, обусловленной отсутствием защиты от токовых перегрузоке

Бель изобретения — повышение надеж» ности.

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковый ключ, содержа щий силовой транэис гор, коллектор которого подключен к выходной клемме и первому выводу первого диода, эмиттер - к общей шине, база — эмиттеру вспомогательного транзистора, база и коллектор которого соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, второй диод и входную клемму, введены дополнительный транзистор обратной проводимости по отноше.нию к силовому и вспомогательному ., гранэисторам, источник напряжения, третий и четвертый резисторы, при этом коллектор дополнительного транзистора соединен с вторым выводом первого i резистора, эмиттер - с вторым .выводом второго. резистора и одной из клемм источника напряжения, другая клемма которого подключена к общей шине, база дополнительного транзистора через третий резистор подключена к входной клемме и через четвертый резисторк второму выводу nepeoro циода и через . второй диод — к базе вспомогательного транзистора.

На чертеже представлена электричеокая схема полупроводникового ключа.

10

Ключ содержит силовой транзистор 1 коллектор которого подключен к выходной клемме 2 и катоду диода 3, эмич тер - к общей шине 4, база - к эмиг теру вспомогательного транзистора 5, база и коллекгор которого соединены с первыми выводами первого 6 и втор >го 7 резисторов соответственно, второй диод 8 и входную клемму 9. Ключ содержит также дополнительный транзистор 10, источник напряжения, плюсовая клемма ll которого соединена с эмиттером транзистора 10 и с вторым выводом второго резистора 7, а минусовая клемма соединена с общей шиной 4, третий 12 и четвертый 13 резисторы.

База транзистора 10 через третий резиотор 12 соединена с входной клеммой 9 и через четвертый резистор 13 - с анодом первого диода 3 и катодом второго диода 8, анод которого соединен с баэой вспомогательного транзистора 5, коллектор транзистора 10 соединен с

° вторым выводом первого резистора 6.

25 Все переходы база-эмиттер транзис- торов зашунтированы резисторами без позиционных обозначений.

Полупроводниковый ключ работает следующим образом.

30, При отсутствии сигнала на входной клемме 9 все транзисторы заперты, ключ разомкнут.

При подаче короткого импульса отрицательной полярности на входную клемму 9 через четвертый РезистоР 12 открывается дополнительный транзистор 10 и затем вспомогательный транзистор 5 и начинает протекать ток по цени клемма 11 - эмиттер - коллектор

40 дополнительного транзистора 10 - первый резистор 6 - переходы база-эмиттер вспомогательного транзистора 5 переход база-эмиттер силового транзистора 1 - общая шина 4.

45 Это, приводит к отпиранию силового транзистора 1 по цепи клемма 11 - второй резистор 7 - коллектор - эмиттер вспомогательного транзистора 5 - переход база-эмиттер силового транзисто50 ра 1 - общая шина 4. По окончании процесса включения силового транзистора 1 входной сигнал может закончиться. В этом случае открытое состояние дополнительного транзистора 10 поддерживаег

55 ся током, протекающим по цепи клемма 11 - переход база-эмиттер дополнительного транзистора 10 - четвертый резистор 13 - первый диод 3 - коллекторПри подаче на входную клемму 9 импульса положительной полярности-, длительностью несколько большей времени выключения транзисторов 1, 5 и 10, закрывается сначала дополнительный транзистор 10, прерывается ток базы - вспомогательного транзистора 5, который закрывается, и затем закрывается силовой транзистор 1. Ключ разомкнут.!

5 з 1051 эмиттер силового транзистора 1 — общая шина 4, Ключ замкнут, Силовой транзиотор 1 находится в открытом состоянии, . причем напряжение на его переходе база-коллектор определяется разностью па 5 дений напряжений на открытых диодах 3, 8 и двух переходах база-эмиттер вспомогательного транзистора 5. При обеспечении равенства этих напряжений открытый силовой транзистор 1 будет находиться на границе активцой об ласти и области насышения, что определяет высокое быстродействие ключа.

717 4

Если при включенном состоянии ключа возникнут токовые перегрузки или короткое замыкание нагрузки ключа, то увеличивается падение напряжения на силовом транзисторе 1. Первый диод 3 запирается, прерывается ток базы дополнительного транзистора 10, при атом после

1 довательно и лавинообразно закрываются транзисторы 10, 5 и 1.

Настройка порога срабатывания зашиты обеспечивается выбором номинала четвертого резистора 13. Резисторы, подключенные параллельно переходам база-эмиттер транзисторов, служат для их пассивного запирания.

Предлагаемый полупроводниковый ключ характеризуется повышенной надежностью и, кроме того, снижает мощность источника. сигнала за счет снижения длительности входных импульсов практически до величины, определяемой временем включения и выключения транзисторов, а также за счет использования составного вспомогательного транзистора, Составитель И. Форафонтов

Редактор О. Сопко Texpar. М.Тепер Корректор И. Эрдейи

Заказ 8674/57 . Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4