Общие требования к ключевым каскадам

В системах автоматики часто присутствуют устройства, функционирующие по принципу «включен-отключен». Для управления такими устройствами используются элементы, способные, в зависимости от управляющего сигнала, пропускать или не пропускать энергию. Такие элементы называют ключевыми элементами или просто ключами. Режим работы, при котором устройство может находиться только во включенном или отключенном состоянии, называют ключевым.

Схема, включающая в себя ключевые элементы, называется схемой коммутации. Любая электронная схема коммутации содержит источник входного электрического сигнала с внутренним сопротивлением , полупроводниковый прибор, выполняющий роль собственно электронного ключа, и нагрузку с сопротивлением . Для переключения электронного ключа из проводящего состояния в непроводящее необходим дополнительный входной сигнал , подаваемый в его цепь управления. Минимальное значение этого сигнала, вызывающее бесперебойное переключение электронного ключа, определяется чувствительностью ключа и обычно измеряется в единицах напряжения.

К электронному ключу предъявляются следующие основные требования:

· при замкнутом электронном ключе его внутреннее сопротивление должно быть близко нулю;

· при разомкнутом электронном ключе его внутреннее сопротивление должно стремиться к бесконечности;

· время переключения электронного ключа из включенного состояния в выключенное и наоборот должно стремиться к нулю.

Степень приближения реальных свойств электронного ключа к указанным требованиям отражается его статическими и динамическими характеристиками. Статической характеристикой передачи СК называют зависимость напряжения на нагрузке от изменения управляющего электрического сигнала: . В общем случае таких характеристик две: одна соответствует включенному, другая выключенному состоянию электронного ключа.

Динамические свойства СК характеризуют их способность передавать на выход короткие сигналы и определяются как инерционными свойствами применяемого электронного ключа, так и паразитными параметрами самих электрических цепей. Численно динамические свойства характеризуют временами переключения, или максимальной частотой коммутации.

В качестве электронного ключа в настоящее время широко применяются кремниевые биполярные и полевые транзисторы.

Дата добавления: 2015-07-14