Транзисторный ключ

Авторы патента:

H03K17/687 - устройства, представляющие собой полевые транзисторы

Изобретение относится к коммутации силовых электрических сигналов, например в устройствах автоматики или преобразовательной техники. Транзисторный ключ содержит силовой МДП-транзистор 1 с нагрузкой 3 и токоизмерительным резистором 2. В момент включения транзистора 1, когда он входит в линейный режим работы, транзистором 6 обеспечивается форсирование напряжения затвор-исток, чем исключается негативное влияние эффекта Миллера и уменьшается длительность включения тока стока и напряжения сток-исток и повышается быстродействие в целом, 1 ил. W е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 03 К 17/687

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ! -6М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "" .",, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4930829/21 (22) 25.04,91 (46) 30.06.93. Бюл. ЬЬ 24 (71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (75) Б.С.Сергеев и В.И.Головин (56) Патент ФРГ

hk 3538184, кл. Н 03 К 17/08. 1987.

Патент. Японии

ЬЬ 61-51810, кл. H 03 К 17/10, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N- 1497736, кл. Н 01 К 17/687, 1987. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

„„5Q,, 1824á73 А1 (57) Изобретение относится к коммутации силовых электрических сигналов. например в устройствах автоматики или преобразоваTBIIbHoA техники. Транзисторный ключ содержит силовой МДП-транзистор 1 с нагрузкой 3 и токоизмерительным резистором 2. В момент включения транзистора 1, когда он входит в линейный режим работы, транзистором 6 обеспечивается форсирование напряжения затвор-исток, чем исключается негативное влияние эффекта Миллера и уменьшается длительность включения тока стока и напряжения сток-исток и повышаф ется быстродействие в целом, 1 ил.

1824673

U .çîáðåòåíèå относится к импульсной тех « ко, а именно к устройствам силовой .оммугвции электрических сигналов, и может быть использовано в источниках вторичного электропитания для построения импульсных транзисторных преобразователей постоянного напряжения.

Целью изобретения является устранение названных недостатков, а именно повышение быстродействия.

На чертеже приведена схема полевого транзисторного ключа.

Ключ соаеожит силовой МДП-транзистор 1, сток которого через первый резистор

2 соединен с нагрузкой 3. Стабилитрон 4 анодом и катодом соответственно подключен к истоку и затвору МДП-транзистора 1, затвор последнего через второй резистор 5 соединен с коллектором р-и-р-биполярного транзистора 6, базой через конденсатор 7 подключенного к стоку МДП-транзистора 1, а эмиттером вЂ” к точке соединения нагрузки

3 и первого резистора 2. Параллельно базе и эмиттеру транзистора 6 подключен третий резистор 8.

Полевой транзисторный ключ работает следующим образом.

B запертом состоянии МДП-транзистора 1 (ключ выключен) напряжение на затворе равно нулю, ток с1ока отсутствует и падение нэпр; кения н» резисторе 2 равно

«:, л о. Биполя, ь и транзистор 6 заперт и не .1р эво,пит тока.

При посту««ленин положигельного импульса Uynp управ «ения начинает заряжаться емкость затвор-исток транзистора 1. До

;ох пср, пока напряжение затвор-исток не достигнет порогового уровня, l ранзистор 1 остается запертым, По достижении напряжения этого уровня транзистор начинает открываться и входит в линейныи режим работы. Появляется и увеличивается его ток сгока. Это вызывает появление паде«ия напряжения на первом резисторе 2, что обусловливает ток базы биполярного транзистора 6, так как конденсатор 7 заряжается от падения напряжения на резисторе 2. Открывается биполярный транзистор

6, что вызыоает увеличение напряжения на затворе транзистора 1, так как через резистор 5 затвор соединяется со,стоком, Степень увеличения напряжения на затворе определяется внутренним сопротивлением источника управляющих Uynp имг!ульсов и емкостью затвор-исток

Таким образом,. на этапе включения

МДП-транзистора, когда он входит в линейный режим и должно было бы проявиться

55 негагивное влияние эффекта Миллера, напряжение на затворе форсированно увеличивается, чем исключается влияние этого эффекта, Причем увеличение сопротивления исто:ника Uynp импульсов вызывает увеличение амплитуды форсирующего импульса, это же относится и к сопротивлению соединительной линии от схемы управления

Uynp до силового транзистора 1.

После полного открывания силовосо транзистора 1 и установления тока стока, а также заряда конденсатора 7, ток в базу транзистора 6 прекращается, он запирается. В соответствии с этим прекращается импульс форсирования напряжения на затворе транзистора 1, и он остается в открытом установившемся состоянии. На его входе присутствует положительный импульс напряжения от источника Uynp

КОГДа ИМПУЛЬС НаПРЯжЕНИЯ Uynp l«Рекращается, начинается разряд входной (затвор-исток) емкости транзистора 1. По достижении напряжения на входе порогового уровня транзистор 1 входит в линейный режим работы и он запирается. Схема приходит в исходное состояние.

Уменьшение длительности коммутационного процесса включения МДП силового транзистора 1 достигается за счет форсирования напряжения затвор-исток. Причем для организации форсирования не требуется введения каких-либо времязадающих цепей. определяющих длительность импульса форсирования, Он существует на протяжении времени существования линейного режима транзистора 1. Кроме того, для создания этого импульса не требуется применение какого-либо дополнительного источника питания, используется силовая цепь нагрузки. Это определяет возможность отказа от довольно сложной схемы управления или от форсирования напряжения затвор-исток большими амплитудами импульсоB Uynp

Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий биполярный транзистор, резисторы, конденсатор и МДП-силовой транзистор, в стоковую цепь которого включена нагрузка, которая соединена с шиной питания, а параллельно затвооу и истоку катодом и анодом включен стабилитрон. о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия между стоком МДП-силового транзистора и нагрузкой включен первый резистор, а затвор МДП-силового транзистора через второй резистор соедиН8Н с коллектором биполярного транзистора, база которого через конденсатор

1824673

Составитель 6. Сергеев

Техред М. 4оргентал

Корректор М. Ткач

Редактор Л. Павлова

Заказ 2228 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 подключена к стоку МДП-силового транзистора. а эмиттер вЂ” к точке соединения нагрузки и первого резистора, причем параллельно базоэмиттерному переходу би полярного транзистора включен третий резистор.

Похожие патенты:

Силовой транзисторный ключ // 1823136

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве бесконтактной защиты вторичных источников электропитания

Транзисторный ключ // 1786653

Электронное реле // 1765886

Изобретение относится к коммутационной технике

Транзисторный ключ // 1760629

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам коммутации сильноточных электрических сигналов, и может быть использовано в устройствах электропривода и преобразователях энергии постоянного напряжения

Полевой транзисторный ключ // 1750050

Коммутатор с переменой знака выходного напряжения // 1746528

Полевой транзисторный ключ // 1734205

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для коммутации различного вида нагрузок, включая электромагнитные при постоянном питающим напряжении, и может быть использовано в устройствах электропривода, импульсных транзисторных преобразователях и т.п

Многоканальный коммутатор // 1723667

Коммутатор // 1721817

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, в частности, может быть использовано для коммутации сигналов переменного тока и постоянного тока, положительной полярности

Ключевое устройство // 1721796

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в мощных ВЧ-генераторах радиопередающих устройств и технологических установок

Электронный переключающий модуль // 2297344

Схема возбуждения емкостной нагрузки и устройство отображения, включающее в себя ее // 2454791

Изобретение относится к схеме возбуждения емкостной нагрузки, которая возбуждает емкостную нагрузку на основании входного напряжения, и к устройству отображения, включающему в себя схему возбуждения емкостной нагрузки

Высоковольтный транзисторный ключ // 2006181

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации высоких напряжений, например, во вторичных источниках электропитания

Электронный ключ // 2024187

Изобретение относится к электронной технике, в частности к импульсной технике, и может быть использовано в модуляторах импульсных передатчиков РЛС

Переключающее устройство с каскодной схемой // 2540794

Изобретение относится к области электронной схемотехники, в частности к переключающему устройству. Достигаемый технический результат - ограничение скорости изменения напряжения на переключателях или задание определенного уровня этого напряжения. Переключающее устройство для переключения тока между первым выводом (1) и вторым выводом (2) содержит каскодную схему с последовательным включением первого полупроводникового переключателя (М) и второго полупроводникового переключателя (J), оба полупроводниковых переключателя (М, J) соединены друг с другом через общую точку (13), при этом управление первым полупроводниковым переключателем (М) производится посредством первого управляющего входа в соответствии с напряжением между первым управляющим входом и первым выводом (1), а управление вторым полупроводниковым переключателем (J) производится посредством второго управляющего входа (4) в соответствии с напряжением между вторым управляющим входом (4) и общей точкой (13), а между вторым выводом (2) и по меньшей мере одним из управляющих входов подключена управляющая схема, оснащенная емкостью (С), выполненной с возможностью предварительной установки ее величины. 12 з.п. ф-лы. 7 ил.

Переключающая схема и полупроводниковый модуль // 2557456

Изобретение относится к переключающимся схемам. Технический результат заключается в уменьшении нагрузки на схему формирователя сигналов управления затвором. Переключающая схема включает в себя: первый переключающий элемент; резистор, вставленный между управляющим электродом первого переключающего элемента и схемой управления, которая выполняет управление переключением для первого переключающего элемента; и первый конденсатор и второй переключающий элемент, подключенные между управляющим электродом первого переключающего элемента и электродом на стороне с низким потенциалом первого переключающего элемента. Электрод на стороне с высоким потенциалом второго переключающего элемента подключен к управляющему электроду первого переключающего элемента. Электрод на стороне с низким потенциалом второго переключающего элемента подключен к одному электроду первого конденсатора. Другой электрод первого конденсатора подключен к электроду на стороне с низким потенциалом первого переключающего элемента. Управляющий электрод второго переключающего элемента подключен к электроду резистора, подключенного к схеме управления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Полупроводниковый переключатель с надежным поведением при отключении питания и низкой мощностью управления // 2586447

Использование: для соединения/отсоединения электрооборудования. Сущность изобретения заключается в том, что переключающее устройство содержит схему изоляции и схема управления переключением выполнена с возможностью включать двунаправленный полупроводниковый переключатель (M1, M2) в ответ на появление напряжения питания, поданного через схему источника напряжения смещения, полученного из энергосети, или по меньшей мере одного управляющего сигнала, поданного через схему изоляции; при этом упомянутая схема управления переключением содержит схему защелки, и упомянутая схема изоляции содержит сигнальный преобразователь или оптронную пару для подачи упомянутого по меньшей мере одного управляющего сигнала схеме обработки сигналов для формирования команд управления, которые будут поданы упомянутой схеме защелки. Технический результат: обеспечение возможности создания двунаправленного полупроводникового переключателя (M1, M2) с чрезвычайно низким потреблением энергии управления и цепью компенсационной обратной связи, которая дает возможность надежного запуска работы переключателя и главного устройства после неограниченных по продолжительности перерывов в подаче питания от электрической сети. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Высокочастотное энергоснабжение нагрузки без согласования импедансов // 2594748

Устройство энергоснабжения для нагрузки (1) имеет источник (2) постоянного напряжения, некоторое число ступеней (3) переключения и управляющее устройство (4). Ступени (3) переключения соединены с источником (2) постоянного напряжения, нагрузкой (1) и управляющим устройством (4), так что нагрузка (1) является подключаемой на основе соответствующего управления ступенями (3) переключения посредством управляющего устройства (4) к источнику (2) постоянного напряжения. Ступени (3) переключения содержат соответственно полевой транзистор (5) и некоторое число безынерционных диодов (9, 9'), включенных встречно-параллельно соответствующему полевому транзистору (5). Полевые транзисторы (5) имеют предельную частоту (fG), до которой они максимально могут эксплуатироваться. Каждый безынерционный диод (9, 9') имеет время (Т) восстановления. Для каждой ступени (3) переключения времена (Т) восстановления всех безынерционных диодов (9, 9'), включенных встречно-параллельно соответствующему полевому транзистору (5), приблизительно корреспондируются с обратной величиной предельной частоты (fG) соответствующего полевого транзистора (5). Управляющее устройство (4) управляет ступенями (3) переключения, по меньшей мере временами, таким образом, что на основе неточного согласования мощность отражается назад в ступени (3) переключения. Технический результат - возможность эксплуатации вблизи предельной частоты. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Переключающее устройство, устройство преобразования мощности, устройство возбуждения двигателя, нагнетатель воздуха, компрессор, кондиционер воздуха, холодильник и морозильный аппарат // 2632916

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве преобразования мощности, переключающем устройстве, устройстве возбуждения двигателя, нагнетателе воздуха, компрессоре, кондиционере воздуха, холодильнике и морозильном аппарате. Задачей настоящего изобретения является обеспечение переключающего устройства в устройстве преобразования мощности, которое расположено между источником питания и нагрузкой, причем устройство преобразования мощности включает в себя шунтирующее сопротивление и переключающий элемент и способно к выполнению стабильного управления переключающим устройством. Переключающее устройство включает в себя переключающий элемент (21a), который включает в себя вывод затвора, схему (51a) возбуждения затвора, которая подает напряжение Vcc возбуждения на вывод затвора переключающего элемента (21a), и блок (8) управления, который генерирует сигнал возбуждения для подачи на схему (51a) возбуждения затвора, и причем значение, получаемое вычитанием порогового напряжения Vth переключающего элемента (21a) из напряжения Vcc возбуждения для подачи на вывод затвора переключающего элемента (21a), больше, чем произведение значения Rsh+Rdc сопротивления от эмиттера переключающего элемента (21a) до отрицательного электрода схемы (51a) возбуждения затвора и максимального значения Ipeak тока, который протекает через переключающий элемент (21a). 31 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

Устройство для управления и защиты силового ключа // 2647699

Изобретение относится к устройствам управления и защиты силовых ключей, используемых для преобразования энергии в инверторах напряжения и тока. Технический результат заключается в повышении устойчивости к перегрузкам по току и помехам в цепях управления. Устройство управления и защиты силового ключа содержит: дискретный импульсный вход, логический элемент «НЕ», логический элемент «ИЛИ» на два входа, логический элемент «И» на два входа, RS-триггер, первый и второй одновибраторы формируют импульсы заданной длительности по фронту импульса на входе каждого из одновибраторов, импульс положительной полярности с фиксированной длительностью появляется на прямом выходе одновибратора, а импульс отрицательной полярности с той же длительностью появляется на инверсном выходе одновибратора, логический элемент «И» на три входа. Линия задержки по входу соединена с выходом логического элемента «И» на три входа, по выходу соединена с выходом устройства и предназначена для блокирования импульсов с длительностями, меньшими заданного времени, компаратор положительным входом соединен с аналоговым токоизмерительным входом устройства, отрицательным входом соединен с источником опорного напряжения, выходом соединен со вторым входом логического элемента «ИЛИ» на два входа и предназначен для ограничения тока силового ключа. 7 ил.