Расчет транзисторного ключа

Расчет транзисторного ключа

Рассчитаем этот коэффициент. Пусть для индикаторной лампы требуется ток 120 мА, а цифровая микросхема может выдать ток единицы около 4 мА (этот ток надо смотреть по справочнику или DATASHEET на выбранную микросхему). Тогда минимальный коэффициент усиления h_21э можно определить по формуле (1):

(1)

Теперь следует обратить внимание на то, что транзистор управляется током, а цифровая микросхема является генератором напряжения.  В простейшем случае для преобразования напряжения в ток можно использовать резистор. Эквивалентная схема подключения базовой цепи транзистора к цифровой ТТЛ микросхеме приведена на рисунке 2.

В приведенной схеме ток базы транзистора задаёт резистор R1. Рассчитаем его сопротивление. Для этого необходимо определить падение напряжения на этом резисторе. Минимальное напряжение высокого уровня на выходе ТТЛ микросхемы при максимальном допустимом токе единицы равно 2,4 В. Падение напряжения на базовом переходе транзистора можно считать постоянным и для кремниевых транзисторов равным 0,7 В. Тогда падение напряжения на сопротивлении R1 можно определить по формуле (2):

При выборе резистора из 10% шкалы можно взять резистор 510 Ом (больше чем рассчитали чтобы не превысить допустимый ток цифровой микросхемы). При работе транзисторного ключа при комнатной температуре расчет на этом заканчивается. Если же предполагается работа транзисторного ключа при повышенных температурах то транзистор может самопроизвольно открываться обратным током коллектора. Эквивалентная схема цепи протекания этого тока приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Эквивалентная схема цепи протекания обратного коллекторного тока.

В этой схеме видно, что на резисторе R1 обратный ток коллектора транзистора VT1 может создать падение напряжения 0,7В и, тем самым, открыть транзистор. Для того, чтобы уменьшить падение напряжения можно параллельно этому резистору подключить еще один резистор (как показано на рисунке 1) и, тем самым, уменьшить открывающее напряжение на базе транзистора.

Рисунок 4. Эквивалентная схема шунтирования цепи протекания обратного коллекторного тока транзисторного ключа резистором при формировании цифровой микросхемой нулевого потенциала.

В этой схеме можно задаться током, протекающим через резистор R2 в режиме выдачи цифровой микросхемой единичного уровня. Пусть этот ток будет в три раза меньше базового тока транзистора. Тогда ток через резистор R2 будет равен:

I_R2=4 мА/3 =1,3 мА

Определим сопротивление резистора R2. Для этого воспользуемся законом Ома. Напомню, что падение напряжения на базовом переходе транзистора является константой и равно 0,7 В.

R2 = U_б/I_R2 = 0,7В/1,3мА = 510 Ом

В режиме выдачи цифровой микросхемой логического нуля сопротивления R1 и R2 соединяются параллельно и в рассчитанном случае падение напряжения уменьшается вдвое. Обратите внимание, что схема на входе транзистора очень похожа на делитель напряжения, однако не является им. Если бы это был делитель напряжения, то напряжение на базе транзистора уменьшалось бы в два раза, однако на самом деле напряжение уменьшается значительно больше

Включение ЭЛТ характериографа

http://www.irls.narod.ru/izm/osc/har.htm

Каждый из усилителей представляет собой четырехкаскадный дифференциальный усилитель.

Для управления лучом ЭЛТ предусмотрены следующие регулировки: балансировка (переменный резистор R19), усиление (R12) и перемещение (R9).

Более подробное описание аналогичной схемы усилителя дано в статье “Малогабаритный осциллограф”, опубликованной в журнале “Радио”, 1974, № 8.

Для формирования ступенчато изменяющегося напряжения положительной полярности применен инвертирующий операционный усилитель 8 с коэффициентом передачи, равным 1 (рис. 10).

Инвертор состоит из входного эмиттерного повторителя (транзистор T1), усилителя на транзисторах T2, ТЗ и выходного эмиттерного повторителя (транзистор Т4). Коэффициент передачи усилителя зависит от отношения сопротивлений резисторов R1 и R3, R9. Если начальный уровень выходного напряжения инвертора необходимо будет регулировать независимо от начального уровня выходного сигнала усилителя ЦАП, следует предусмотреть аналогичный резистор во входной цепи инвертора.



Устройство сброса состоит из ждущею мультивибратора 7 (рис. 11) и каскада 9 на транзисторе Т1, формирующего отрицательный импульс сброса (рис. 12). Этот импульс в конце цикла работы прибора устанавливает все триггеры в первоначальное состояние. Запуск ждущего мультивибратора осуществляется положительным фронтом выходного сигнала триггера 5.

Схема узла управления электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) 22

приведена на рис. 13. Напряжения питания электродов трубки подаются с делителя, который подключен к высоковольтному источнику. Переменным резистором R5 регулируют яркость луча, a R7 — его фокусировку.

Импульс подсвета, сформированный модулятором яркости 12 (рис. 14), через высоковольтный стабилитрон (Л2 на рис. 12) подается на модулятор ЭЛТ. Модулятор яркости представляет собой операционный усилитель, на вход которого подается отрицательный импульс со ждущего мультивибратора, определяющий время прямого хода пилообразного напряжения. Принципиальные схемы триггера и ждущего мультивибратора приведены на рис. 15 и 11.

Все узлы характериографа собраны на дискретных элементах, которые в значительной своей части могут быть заменены интегральными схемами. На это следует обратить внимание при изготовлении прибора.