Устройство управления ключом напряжения

Устройство управления ключом напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т1п 499659

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.04.74 (21) 2018666/26-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.76. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 05.04.76 (51) М. Кл Н ОЗК 5/15

Государственный комитет

Совета тАииистрсв СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК 621.382(088.8) (72) Автор изобретения

Я. А. Абрукин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КЛЮЧОМ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к устройствам формирования импульсных сигналов, и может быть использовано в узлах ЭВМ и средств автоматики в качестве электронного ключа, формирователя тока для запоминающего устройства, привода цепей индикации, преобразователя у ровней логических сигналов и т. д, Известно устройство управления ключом напряжения, содержащее источник питания, согласующий каскад на транзисторах с парафазнь1м выходом, к одному из которых подключен транзисторный ключ включающего тока, а к другому — транзисторный ключ выключающего тока.

В предложенное устройство введены дополнительно источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, конденсатор и транзистор, коллектор которого соединен с эмиттером транзистора ключа выключающего гока, первым входом дифференциального уси. ителя и одной обкладкой конденсатора, дру,ая обкладка которого подключена к общей шине, эмиттер — с минусом источника питания, база — с выходом дифференциального усилителя, а выход источника опорного напряжения подключен ко второму входу дифференциального усилителя. Такая конструкция позволяет увеличить быстродействие устройства.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства, выполненного в виде микросхемы.

Устройство содержит входной переключатель тока на транзисторах 1 и 2, эмиттерный повторитель на транзисторе 3, ключ включающего тока на транзисторе 4, эмиттерный повторитель на т1ранзисторе 5, ключ выключающего тока на транзисторе 6, дополнительный транзистор 7, дифференциальный усилитель на транзисторах 8, 9, 10, термозависимый делитель на диодах 11 — 13 и резисторах 14 — 16, цепи фиксации уровней на диодах 17, 18, резисторе 19 и транзисторе 20. Кроме того, имеется схема защиты, выполненная на резисторах

21 — 24, диодах 25 — 29 и транзисторах 30 — 32.

На вход устройства подаются логические сигналы от логических схем на ключах тока.

К выходу микросхемы подключена база мощного транзистора 33, выполняющего роль ключа напряжения, а к коллектору трачзистора 7 одной обкладкой подключен внешний конденсатор 34, другая обкладка которого подключена к общей шине.

В исходном состоянии, когда на вход микросхемы поданы логические сигналы, открывающие транзистор 1 и закрывающие транзистор

8, транзистор б открыт, а транзистор 4 закрыт.

Диод 35 предотвращает насыщение транзисто30 ра б, поддерживая напряжение на коллетт ре

499659

35

55 равным напряжению на базе. П ри этом напряжение на выходе будет равно — 1В, а выходной транзистор будет надежно заперт. Напряжение на коллекторе открытого транзистора 1 фиксируется транзистором 20 на уровне потенциала земли, что обеспечивает ненасыщенный режим работы транзистора 1.

На эмиттере транзистора 6 с помощью внутреннего источника напряжения поддерживается отрицательное напряжение. Величина напряжения задается терм озависимым делителем и равна падению напряжения на двух с половиной диодах — приблизительно — 1,7В.

Напряжение с делителя подается на один из входов дифференциального усилителя (на базу транзистора 9). Другой вход дифференциального усилителя подключен к эмиттеру транзистора 6. При превышении потенциала эмиттера транзистора 6 напряжения на базе транзистора 9 ток через транзистор 8 увеличивается, а через транзистор 9 уменьшается, что влечет повышение потенциала его коллектора. Это изменение передается на базу транзистора 7 через эмиттерный повторитель на транзисторе 10 и стабилитрон 36, вызывая его открывание, а следовательно, и понижение потенциала на эмиттере транзистора 6.

Если потенциал эмиттера транзистора 6 ниже потенциала базы транзистора 9, то ток через транзистор 8 уменьшается, а через транзистор 9 увеличивается, напряжение на коллекторе транзистора 9 падает, что приводит к закрыванию транзистора 7, а следовательно, и к росту потенциала на эмиттере транзистора

6. Конденсатор 34 обеспечивает устойчивость внутреннего источника напряжения.

В рабочем состоянии, когда на микросхему поданы оба питающих напряжения, транзисторы 30 и 31 закрыты напряжением, снимаемым с делителя, напряжение на базе транзистора

32 приблизительно равно +5B. При аварийном отключении источника питания транзисторы 30 и 31 открываются, подключая базу транзистора 32 к потенциалу земли, что делает невозможным открывание транзистора 4, а следовательно, и включение выходного транзистора 33.

При поступлении на вход логических сигналов, открывающих транзистор 2 и запирающих транзистор 1, транзистор 6 закрывается, а транзистор 4 открывается, включая выходной транзистор током, определяемым величиной резистора 37. Диод 38 устраняет насыщение транзистора 4, а диод 17 — транзистора 2.

С окончанием входного сигнала транзистор

4 закрывается, а транзистор 6 открывается, обеспечивая выключающий ток для выходного транзистора 33. Так как п ри рассасывании избыточного заряда в базе выходного транзисгора 33 транзистор 6 работает в активном режиме (напряжение коллектор — эмиттер транзистора 6 равно приблизительно 2,5B), то он может обеспечить протекание большого рассасывающего тока, а следовательно, и форси рованное выключение выходного транзистора 33. Величина рассасывающего тока ограничена сопротивлением базы выходного транзистора 33 и сопротивлением тела коллектора транзистора 6. Для увеличения рассасывающего тока необходимо увеличивать отрицательное напряжение на эмиттер транзистора 6, однако для обеспечения закрытого состояния транзисторов 4 и 6 это напряжение не должно превышать величины 2,5 Ud, где Ud — величина падения напряжения на диодном переходе или переходе база-эмиттер транзистора.

Так как напряжение Ud с ростом температуры уменьшается, то внутренний источник напряжения вырабатывает напряжение, равное

2,5 Ud, также изменяющееся с температурой, обеспечивая во всем диапазоне температур максимально возможное напряжение, а следовательно, и максимальный рассасывающий ток.

Таким образом, благодаря форсированному рассасыванию выходного транзистора микросхема обеспечивает высокое быстродействие ключа напряжения, надежную работу ключа в диапазоне температур и в условиях аварийного отключения питающих напряжений, Формула изобретения

Устройство управления ключом напряжения, содержащее источник питания, согласующий каскад на транзисторах с парафазным выходом, к одному из которых подключен транзисторный ключ включающего тока, а к другому — транзисторный ключ выключающего тока, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, дополнительно введены источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, конденсатор и транзистор, коллектор которого соединен с эмиттером транзистора ключа выключающего тока, первым входом дифференциального усилителя и одной обкладкой конденсатора, другая обкладка которого подключена к общей шине, эмиттер — с минусом источника питания, база — с выходом дифференциального усилителя, а выход источника опорного напряжения подключен ко второму входу дифференциального усилителя.

499659

Составитель Л. Багян

Техред Т. Курилко

Корректор Е. Рожкова

Редактор Н. Коган

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 440)10 Изд. № 1001 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5