Ключ на биполярном транзисторе

[vspvsp]

Для niXto

Да, на картинке именно эта зависимость! Моя ошибка в том, что я думал, что их можно загнать в линейный режим, тогда она бы сгодилась, но, судя по гиду AHC/AHCT Designer’s Guide, в этих сериях на всех входах сделаны триггеры Шмидта "во избежание". "To suppress this oscillator, a kind of Schmitt-trigger circuit has been integrated into the input stage. In addition, the inverted input signal is inverted again with inverter Q3/Q4, and then fed back through transistor Q5 to the output of the input inverter."

А для "обычных" серий, где можно в линейный режим загнать, даже вариант рекомендации по использованию в аналоговом режиме есть: www.nxp.com/documents/data_sheet/74AHC1GU04.pdf хотя и ток сквозной на уровне 10 мА на элемент, что не сильно экономично. Разве что из дешевизны.

Для КУСТОМЕРА

И тут я не вполне точен - триггеры там не столько для тока, сколько для помехоустойчивости.

Нет, такого элемента не знаю и вряд ли такие специально выпускают - если не будет потребления тока у этой пары транзисторов, то и усиления не будет необходимого для формирования перепада. Так что только специально спроектированные микросхемы применять.

[Ан-162]

если не будет потребления тока у этой пары транзисторов, то и усиления не будет необходимого для формирования перепада

Усиление будет. Просто режим подобен режиму В, С в УМЗЧ.
При поступлении входного сигнала с крутым фронтом, на выходе тоже будет крутой фронт. А если в линейный режим загнать - сквозной ток ноль.

[KREN]

Извините, что встреваю в вашу дискуссию, но вы бы схему приложили, а то у вас фантастические результаты получаются на мой взгляд по длительностям! Это же не пикосекунды! Там у вас и мегагерца частоты нет, судя по длительностям!

Ведь можно и ускорить рассасывание неосновных носителей разными способами - не вводить в насыщение (уже предложили) или подавать на базу ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ запирающее напряжение (разные методы, например, "ускоряющая (форсирующая) ёмкость").

Простейший генератор "пилы", запускается от КМОП микросхемы
(одновибратора), которая синхронизирует её работу. За советы,
конечно, спасибо, но только воспользоваться ими я не смогу.
Не вводить в насыщение, приведёт к затягиванию заднего фронта
"пилы". Отрицательное смещение уже использовано, а "форсирующая"
цепочка имеет ограничения, т.к. не велик выходной ток у CD4098.
А упомянул я об этом потому, что сейчас стали делать электронные компоненты ещё хуже, чем в советское время.

[Ан-162]

Не вводить в насыщение, приведёт к затягиванию заднего фронта "пилы".

Не приведет. Поставьте Д18 в к-б 2Т312 и убедитесь.
Параллельно R4 я бы обязательно поставил 47-100 пикофарад, ну и номинал R1 следует уменьшить раз в 20, если Вы действительно хотите иметь

Отрицательное смещение

(R4 тоже лучше уменьшить в 2-3 раза)

[KREN]

Эта схема прекрасно работает с нормальными транзисторами, соответствующими ТУ.

Сильно уменьшать сопротивление резистора R4, не желательно, т.к. рекомендованный выходной ток микросхемы составляет 2,4 мА. При этом увеличится ещё и глубина насыщения транзистора 2Т312В, что тоже не желательно. Сопротивление резистора R1 рассчитывается, исходя из обратного тока.
Прямое напряжение диода Д18, составляет 1 Вольт, а разница между потенциалом базы и потенциалом коллектора, 2Т312В, всего 0,75 Вольта, т.е. несколько меньше. Поэтому этот диод просто не откроется, и пользы от него не будет.

Не приведет. Поставьте Д18 в к-б 2Т312 и убедитесь.

И ещё, установка диода между базой и коллектором транзистора, не ликвидирует насыщение, а снижает его глубину. Без насыщения транзистора (в линейном режиме) крутого фронта не получишь, как впрочем и минимального напряжения коллектор-эмиттер.

номинал R1 следует уменьшить раз в 20, если Вы действительно хотите иметь
Сообщение от KREN
Отрицательное смещение

Отрицательное смещение, на базе запертого транзистора 2Т312В будет при любом номинале R1, т.к. напряжение эмиттера выше выходного значения нуля микросхемы.
Можно, конечно, методом "тыка" уменьшить величину этого резистора, только вот много проку от этого не будет.

[Ан-162]

Похоже, вы не понимаете, KREN, что я Вам написАл.

Сильно уменьшать сопротивление резистора R4, не желательно, т.к. рекомендованный выходной ток микросхемы составляет 2,4 мА.

Я и не говорю его сильно уменьшать, всего лишь раза в два-три. Около 2,7-3,3к.
Где это Вы увидели такой ток? Я вижу в даташите, лишь одну такую цифру: при напряжении питания 15в, и просадке выходного напряжения высокого уровня всего-лишь до 13,5в, тоесть на 1,5в по отношению к ненагруженному выходу, выходной ток гарантируется не менее 2,4 мА, при +125 гр. (!)
При +25 гр. минимальный ток при такой просадке выхода составляет 3,4 мА.
А типовый - 6,8 мА. Так что, не переживайте, выход Вы не перегрузите (они оба буферированы, кстати), зато режим транзистора будет намного лучше (быстрое и мощное отпирание).

Сопротивление резистора R1 рассчитывается, исходя из обратного тока.

Какой уж там обратный ток, при таком номинале R1?
Вам нужно обеспечить вытекающий ток базы при запирании хотя-бы 0,3-0,5 мА, если Вы хотите уменьшить время рассасывания и быстро запереть транзистор.
Это дает величину R1 порядка 1,8-3 кОм. (0,6в+0,26в)/R1

Прямое напряжение диода Д18, составляет 1 Вольт

Разве Вы даете в базу 20 мА, при которых лимитируется не более 1в?
Вы сначала поставьте в схему германиевый диод Д18 или Д20, померяйте падение на нем при открытом транзисторе, а потом будете говорить, что у него прямое напряжение 1 вольт.

Отрицательное смещение, на базе запертого транзистора 2Т312В будет при любом номинале R1, т.к. напряжение эмиттера выше выходного значения нуля микросхемы.

Для быстрого запирания транзистора, важно не просто наличие запирающего напряжения, но и ток, который обеспечивает это напряжение, при запирании транзистора.
Пока заряд в базе не рассосется, в течении времени рассасывания, потенциал базы составляет около +0,6 вольт, несмотря на то, что на нее подается запирающий ток. Когда расасывание завершается, потенциал базы снижается, переходит через ноль и становится отрицательным (при этом и ток коллектора резко идет на спад).
Пока у Вас одни разговоры.
Но, если Вы не хотите радикально улучшить работу схемы - воля Ваша, я не стану доказывать Вам прописные истины.

[KREN]

Странно, но у нас с Вами разные источники информации (см. во вложении). Но я считаю, что лучше не догрузить микросхему, чем перегрузить.

При +25 гр. минимальный ток при такой просадке выхода составляет 3,4 мА.

Ещё один нюанс, эта схема работает не при +25 гр. и не при +125 конечно. Рабочую температуру окружающей среды, для схемы, обычно выбирают не ниже 50 гр. Т.к. внутри корпуса прибора температура выше, чем снаружи.
А мы ведь с Вами пытаемся делать реальные и работоспособные вещи.

Какой уж там обратный ток, при таком номинале R1?
Вам нужно обеспечить вытекающий ток базы при запирании хотя-бы 0,3-0,5 мА, если Вы хотите уменьшить время рассасывания и быстро запереть транзистор.
Это дает величину R1 порядка 1,8-3 кОм. (0,6в+0,26в)/R1

Теперь о режиме работы транзистора. Задачей резистора R1 является, не допустить самопроизвольного открытия транзистора в режиме отсечки. А вытекающий ток базы, обеспечивается резистором R4. Расчет сопротивления резистора R1, как я уже упоминал, проводят не от "фонаря", а исходя из справочных данных. Обратный ток коллектора и эмиттера, у транзистора 2Т312В, составляет 1 мкА и 10 мкА, соответственно. Напряжение между базой и землёй, составляет 1,1 В. + 0,26 В = 1,36 В. Делим это напряжение на суммарный обратный ток 1,36 / (0,000001 + 0,00001) = 123636 Ом. Сопротивление резистора R1, должно быть меньше этого значения. Я его уменьшил почти в два с половиной раза, по-моему достаточно. Можно, конечно, его уменьшить и ещё, но не ниже 20 кОм. С другой стороны, т.к. выход КМОП микросхем представляет из себя стойку из двух, последовательно соединённых полевых транзисторов, то необходимость, в резисторе R1, отпадает.

Я думаю, что Вы согласились с тем, что для получения крутого заднего фронта "пилы", транзистор 2Т312В нужно ввести в насыщение. Минимально необходимый ток базы, для этого, должен быть равен: Iбм = Iк / h21э, где Iк - максимально возможный ток коллектора; h21э - коэффициент передачи тока, в схеме с общим эмиттером. Реальный же ток базы должен быть в S - раз больше, где S - глубина насыщения, т.е. Iб = Iбм * S. С одной стороны, увеличивай ток базы до максимально возможного значения и всё в порядке. Но с другой стороны, при увеличении глубины насыщения увеличивается время рассасывания носителей заряда, что увеличивает время выключения транзисторного ключа. Поэтому всегда исходят из приемлемого, компромиссного решения.

Меры, которые Вы предлагаете, конечно хорошие, но они ведут к усложнению и удорожанию схемы в целом поэтому я не счел целесообразным их применить.
Старинный, германиевый диод Д18, сейчас не выпускается, да он и не очень хорошо подходит сюда. Лучше применить диод шоттки.

Форсируюший конденсатор, конечно тоже неплохо мог бы выглядеть, но для этого нужно не уменьшать, а увеличивать сопротивление базы R4. Ведь минимальный ток коллектора 2Т312 равен току стабилизатора тока, выполненного на транзисторе КП303, и имеет величину порядка 09 мА. В таком случае минимальный ток базы будет равен 90 мкА. Сделав глубину насыщения равной хотя бы двум, получим R4 равное 75 кОм. А далее подбираем ёмкость конденсатора, но сдесь следует быть очень осторожным, чтобы не спалить микросхему, т.к. импульсное значение тока может достигать 32 мА. при напряжении питания 15 Вольт. Как видим не всё так просто.

С другой стороны, при использовании нормальных элементов, приведённая схема даёт вполне приемлемый результат.
Лучшее враг хорошего, говорили мудрецы.

[Ан-162]

Странно, но у нас с Вами разные источники информации (см. во вложении). Но я считаю, что лучше не догрузить микросхему, чем перегрузить.

Тогда ставим 6,8 кОм, R1 исключаем, и ставим форсирующий конденсатор 100 пФ.
Емкость его может достигать 130 пФ, берем с запасом. (FIGURE 6 в Вашем даташите)

Старинный, германиевый диод Д18, сейчас не выпускается, да он и не очень хорошо подходит сюда. Лучше применить диод шоттки.

Само собой. Д18 только для проверки эффективности решения.
И все-же зря Вы не хотите ставить диод. Ну да ладно.

Форсируюший конденсатор, конечно тоже неплохо мог бы выглядеть, но для этого нужно не уменьшать, а увеличивать сопротивление базы R4.

Не согласен. В любом случае, с ним будет намного лучше, как открывание, так и запирание.

Но с другой стороны, при увеличении глубины насыщения увеличивается время рассасывания носителей заряда, что увеличивает время выключения транзисторного ключа. Поэтому всегда исходят из приемлемого, компромиссного решения.

Правильно, и это решение - диод шоттки база-коллектор.
Причем, в Вашем случае, это просто необходимое, очень эффективное решение, потому что ток коллектора при отпирании, и в состоянии насыщения, отличается очень сильно (емкостная нагрузка), что дает коэффициент насыщения не менее 20 по самым скромным оценкам, а в реале 100-200 (!) без этого диода. И как следствие - тормоза при выключении.

Лучшее враг хорошего, говорили мудрецы.

Непроработанная схема - враг эффективности и надежности, говорили инженеры с опытом.
зы. Скажите честно - пробовали ставить диод и кондер?
Или так, поговорить просто?

[KREN]

Непроработанная схема - враг эффективности и надежности, говорили инженеры с опытом.
зы. Скажите честно - пробовали ставить диод и кондер?
Или так, поговорить просто?

В данном случае, я схему не дорабатывал. Во-первых, не стоит вешать "сопли" на готовой плате; во-вторых, эта схема проработала несколько лет без нареканий, и ежелив бы не металлическая стружка, попавшая во внутрь корпуса и замкнувшая ножки транзистора, то она работала бы ещё долго. поэтому ремонт свёлся к простой замене транзистора.
Меня просто удивило резкое снижение качества отечественных транзисторов. Вот я и подумал, что кто-нибудь предложит какой-нибудь достойный импортный аналог. Хотя и импортные транзистры, далеко не всегда соответствующего качества. По-моему к нам в Россию сваливают всякое барахло, а достойные вещи всё также трудно добыть.

Что же касается эффективности и надёжности, то Ваш подход (применение около максимальных режимов работы, элементов схемы) не очень-то этому способствует.

Причем, в Вашем случае, это просто необходимое, очень эффективное решение, потому что ток коллектора при отпирании, и в состоянии насыщения, отличается очень сильно (емкостная нагрузка), что дает коэффициент насыщения не менее 20 по самым скромным оценкам, а в реале 100-200 (!) без этого диода. И как следствие - тормоза при выключении.

Но ведь Вы предлагаете ещё больше увеличить глубину насыщения, уменьшением сопротивления резистора R4. Здесь следует учитывать ещё один момент. Чем меньше сопротивление этого резистора, тем большая ёмкость, потребуется для форсирующего конденсатора.

Тогда ставим 6,8 кОм, R1 исключаем, и ставим форсирующий конденсатор 100 пФ.
Емкость его может достигать 130 пФ, берем с запасом. (FIGURE 6 в Вашем даташите)

Для надежности ни когда не следует использовать крайние значения характеристик элементов, тем более графических. Обычно (опытные инженеры), принимают 0,6 - 0,8 от максимума, в зависимости от режима работы изделия в целом, так называемый запас прочности.

И наконец, я никогда не был против применения, в подобных случаях, форсирующих конденсаторов или включения диодов между базой и коллектором транзисторов. Тем более, что сам предлагал такое решение в одной из тем данного форума. Но то, или иное решение, должно соответствовать своим, определённым обстоятельствам.

И ещё одно пожелание для Вас. Когда Вы беседуете с людьми, не старайтесь их ставить ниже себя. Ведь Вы совершенно не знаете человека,с которым ведёте диалог.

[Ан-162]

По-моему к нам в Россию сваливают всякое барахло, а достойные вещи всё также трудно добыть.

Да, у меня тоже подобное впечатление, и не только в Россию, у нас аналогично.

Что же касается эффективности и надёжности, то Ваш подход (применение около максимальных режимов работы, элементов схемы) не очень-то этому способствует.

Простите, не согласен с Вами. Одно дело, соблюсти запас по току для ненарушения норм на логические уровни (именно этот параметр указан в даташите, а не перегрузочная способность выхода), и совсем другое, когда мы просто управляем транзистором. Но настаивать не стану, Вам виднее.

Здесь следует учитывать ещё один момент. Чем меньше сопротивление этого резистора, тем большая ёмкость, потребуется для форсирующего конденсатора.

И опять не соглашусь - емкость форсирующего конденсатора следует сопоставлять с емкостью эмиттерного перехода, и зарядом в базе. А так как при установке диода заряд, накапливаемый в базе, резко уменьшается, то в основном следует в таком случае, ориентироваться на емкость б-э, имхо. Но отнюдь не на величину базового резистора.

Но то, или иное решение, должно соответствовать своим, определённым обстоятельствам.

Несомненно. Пожалуй, я не зная всех Ваших обстоятельств, несколько переусердствовал, агитируя Вас на такое решение.

И ещё одно пожелание для Вас. Когда Вы беседуете с людьми, не старайтесь их ставить ниже себя. Ведь Вы совершенно не знаете человека,с которым ведёте диалог.

И в мыслях небыло. Простите, если увлекся и у Вас создалось такое впечатление.
Стараюсь технические споры никогда не переводить на личности.
Лишь пытался убедить Вас. Спасибо за диалог.