Устройство для повышения рабочего напряжения нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением-мультитрон

Устройство для повышения рабочего напряжения нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением-мультитрон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

{ 728120 (6l ) Дополннтельное к;{RT. сннл-яу (22) Заяялсно 08.10.74 (21) 2066080/18 25 (51) M. Кл. с прнсоелнненнем заявок .%!{.2066081/!8-25;

2462820/18- 25; 2466126/18-25 (23) Приоритет

G 05 F 1/56

Н 01 (27/02

Государственный комитет оо делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень Ж 14 (53) УДК {321382 (088.8) Дата опубликовання описания 5.04.80 (72) Автор изобретения

М. Я. Шор (71) Заявитель (54) М УЛЬТИТРОН

Изобретение относится к области электротехники и электроники, в частности к высоковольтным нелинейным устройствам с высоким выходным сопротивлением.

Известные современные полупроводниковые нелинейные элементы с высоким выходным сопротивлением: биполярные и полевые транзисторы, трабилизаторы тока (корректоры), диоды Ганна и др. имеют, как правило, допустимое рабочее напряжение не более 100 В, и

10 только у немногих специальных высоковольтных биполярных транзистосов оно достигает нескольких сот вольт (у лучших 1,5 ... ...2,5 кВ) (1).

Высоковольтные транзисторы имеют следую15 щие недостатки: малый кбэффициент передачи тока, низкая граничная частота, высокое сопротивление насыщения, опасность вторичного пробоя,невозможно создать транзисторы на напряжение выше 3...5 кВ.

Известны устройства для повышения рабочего напряжения транзисторов в стабилизаторах напряжения, выполненные в виде цепочки последовательно соединенных биполярных транзисторов с резистивным или резистивно-транзистор- нъ{м делителем напряжения в базовых цепях транзисторов (21.

Недостатком таких устройств является снижение выходного сопротивления из-за шунтирования его делителем. Это приводит к снижению

КПЛ„увеличению коэффициента обратной связи по напряжению и исключению возможности и работы и режимах отсечки и насьпцения, а следовательно и в ключевом режиме. Кроме того, наличие резистивного делителя затрудняет применение интегральной технологии при изготовлении.

Известно устройство для повышения рабочего напряжения нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением, содержащее диоды и группу последовательно соединенных транзисторов с йстдчниками тока в цепях утекав: ляющих электродов (3j.

Недостатками такто устройства являются ограниченный диапазон выходного тока, исключающий режим отсечки.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей эа счет расши728120

3 рения диапазона рабочих токов при одновременном снижении тока холостого хода и упрощении схемы.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено цепочкой последовательно соединеных стабилнтронов, один крайный вывод которой соединен с общим выходным электродом устройства, а остальные отводы соединены с управляющими электродами транзисторов.

Устройство может содержать биполярные тран- 1о зисторы, в цепи коллекторов которых включены параллельно соединенные диоды и переходы эмиттер-база транзисторов дополнительного типа проводимости, коллекторы которых присоединены к базам соответствующих транзисторов. Устройство может содержать нолевые транзисторы, между затворами и истоками которых включены диоды в обратной полярности.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 — случай использования полевых транзисторов.

Последовательно с нелинейным элементом 1 (биполярным или нолевым транзистором, стаоилитроном тока и тд.) включены одинаковые ячейки 2,3,4, состоящие из транзисторов. 5, диода б и транзистора 7 обратного типа проводимости. Стабилитроны 8, 9, 10 соединены последовательно в цепочку, один крайний вывод которой является общим выходным электродом устройства, а остальные отводы соединены с базами транзисторов 5..

Рассмотрим работу устройства в случае, когда элеМентом 1 является биполярный транзистор в режиме заданного тока базы т.е. с общим эмиттером. Когда ток базы больше границы насыщения,, транзистор 1 насыщен, а транзисторы 5 в ячейках 2, 3, 4 насыщены токами коллекторов транзисторов 7, поскольку соотношение площадей переходов эмитгер-база транзисторов 7 и диодов б выбрано так, что 4о ток коллектора транзистора 7 превышает ток базы транзистора 5 на границе насыщения во всем допустимом диапазоне токов коллектора транзистора 5. Напряжение в режиме насьпцения транзисторов мало, стабилитроны 8,. 9, 10 заперты и не оказывают влияния на работу схемы, так как их обратные токи меньше обратных токов транзисторов (за счет соответствующего соотношения площадей переходов), При уменьшении тока базы ниже границы насьпцения, транзистор 1 переходит в активный режим, и напряжечис на нем растет. Когда напряжение на транзисторе 1 приближается к напряжению пробоя стабилитрона 8, последний пробивается и уменьшает ток базы транзистора

5 в ячейке 2, транзистор 5 переходит в активный режим и далее напряжение на транзисторе 1 остается неизменным, а напряжение на транзисторе 5 в ячейке 2 растет, пока не приблизится к пробойному напряжению стабилитрона 9, и т.д., пока ток базы транзистора 1 не снизится до нуля и начнет изменять знак, при этом транзистор 1 и все устройство переходят в режим отсечки. В этом режиме почти все напряжение питания приложено к устройству и делится между транзисторами 1 и 5 благодаря стабилитронам 8, 9, !О. При этом ток через устройство близок к току запертого транзистора.

В случае, показанном на фиг.2, последовательно с нелинейным элементом включены последовательно соединенные полевые транзисторы

11, 12, 13. Между затворами и истоками последних включены обратносмещенные диоды

14, 15, 1б.

Работа этого устройства мало отличается or рассмотренного выше.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить допустимое напряжение в n+1 раэ, где n — число ячеек, при сохранении основных параметров транзистора 1, Действие устройства с друтими нелинейными элементами 1 аналогично описанному.

Следовательно, предложенное устройство преобразует низковольтный нелинейный элемент с высоким выходным сопротивлением в высоковольтный. Например, с помощью низковольтных биполярных транзисторов можно получить аналог высоковольтного транзистора, но с высоким коэффициентом передачи тока, высокой граничной частотой, высоким выходным сопротивлением и низким коэффициентом обрагной связи по напряжению в отличие от специального высоковольтного транзистора, у которого эти параметры невысокие. А при использовании в устройстве специальных высоковольтных транзисторов, можно получить аналог транзистора на напряжения в десятки киловольт, у которого только граничная частота будет ограничена высоковольтными транзисторами, а остальные основные параметры как у транзистора 1.

Устройство имеет простую схему, состоит только иэ активных элементов, что дает возможность его выполнения в виде микросхемы, Формула изобретения

1. Устройство для повышения рабочего напряжения нелинейных элементов с высоким выходным сопротивлением, содержащее диоды и группу последовательно соединенных транзисторов с источниками тока в цепях управляющих электродов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет расширения диапазона рабочих токов при одновременном снижении тока холосто728120

Составитель Г. Корнилова

Техред Н.Ковалева Корректор E. Папп

Редактор И. Шубина

Заказ 1137/47 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 го хода и упрощения схемы, оно содержит цепочку последовательно соединенных стабили,тронов, один крайний вывод которой соединен с общим выходным электродом устройства, а остальные отводы соединены с управляющими электродами транзисторов.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно содержит биполярные транзисторы,в цепи коллекторов которых включены параллельно соединенные диоды и переходы i О эмиттер-база транзисторов дополнительного типа проводимости, коллекторы которых присоелинены - к базам соответствующих транзисторов.

3. Устройство по п,.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно содержит полевые транзисторы, между затворами и истоками которых включены диоды s обратной полярности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Маэель E. 3. Мощные транзисторы. М., "Энергич", 1969, с. 236-266.

2. Авторское свидетельство СССР М 145632, кл. G 05 F 1/56, 1961.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке

N 2060260/07, кл. G 05 F 1/56, 1974 (прототип) .