Ключевой режим работы транзистора. Нормально замкнутый и нормально-разомкнутый ключ

Импульсные генераторы строятся на основе RC – цепей, обладающих слабой избирательностью. Поэтому условия возбуждения выполняются в широком диапазоне частот. Это обеспечивает генерацию колебаний в очень широком спектре. Ключевые схемы являются базовыми элементами импульсных установок и служат для формирования электрических импульсов прямоугольной формы. Ключевая схема позволяет подключать нагрузку и отключать ее и, таким образом, коммутировать ток в нагрузке.

Простейший коммутирующий элемент - электромеханический ключ, показанный на рисунке 19.1.

В случае идеального ключа в разомкнутом состоянии ток равен нулю, то есть:

U_К = E, а U_Н =0,

где U_К – напряжение на ключе; U_Н – напряжение на нагрузке.

В замкнутом состоянии U_К =0, то есть:

, а

Любой реальный ключ при размыкании обладает большим, но все же конечным сопротивлением R_K *, а при замыкании - малым сопротивлением R_K **. В этом случае, если R_K не зависит от приложенного напряжения, то в цепи протекает ток:

.

В координатах I, U_K это уравнение соответствует прямым, проходящим через начало координат и точки, где R_K=R_K * и R_K=R_K **. В разомкнутом состоянии основная часть напряжения падает на ключе U_K* и лишь небольшая - на нагрузке U_Н*.

В качестве коммутирующих элементов в электрических схемах используются различные электронные приборы, способные при воздействии управляющего сигнала изменять внутреннее сопротивление в широких пределах (то есть управление осуществляется не механическим, а электронным путем).

Используются диоды, транзисторы, тиристоры и другие электронные приборы.

В ключевом режиме биполярный транзистор работает в режиме насыщения (замкнутый ключ) или режиме отсечки (разомкнутый ключ). Полезно помнить, что в режиме насыщения оба перехода (коллектор-база и эмиттер-база) открыты, а в режиме отсечки - заперты.