Импульсные генераторы на транзисторах и интегральных микросхемах

March 16, 2012 by admin Комментировать »

В 60—70-х годах прошлого века импульсные устройства строились преимущественно на дискретных биполярных и реже полевых транзисторах. Биполярные транзисторы в силу их прекрасных ключевых свойств (в частности, низкого остаточного напряжения в режиме насыщения) нашли преимущественное применение. Они широко описаны в литературе по импульсной технике тех лет [ 12,15], и в дальнейшем, ввиду общеизвестности, не рассматриваются. Это относится как к импульсным устройствам с ЛС-цепями (класса мультивибраторов), так и к блокинг-генераторам, содержащим трансформатор, плохо реализуемый технологически и порождающий специфические искажения импульсов.

Маломощные полевые транзисторы на первых порах резко уступали биполярным как по ключевым свойствам, так и по стабильности генерируемых импульсов и быстродействию. Причиной низкого быстродействия этих приборов были малая крутизна S (отношение приращения тока стока к приращению напряжения на затворе), большие внешние емкости структуры приборов и монтажа, которые намного превышали внутренние емкости собственно транзисторов.

Однако положение изменилось кардинальным образом после создания мощных полевых транзисторов, которые ныне стали основным типом ключевых устройств и по скорости переключения намного превосходят биполярные транзисторы. Мощные полевые транзисторы имеют структуру из множества параллельно включенных маломощных транзисторов, что увеличивает во много раз крутизну Sи рабочие токи транзисторов (ныне они доходят до сотни ампер при рабочих напряжениях до сотен вольт).

Такое построение мощных полевых транзисторов резко снизило долю внешних емкостей и позволило получить времена переключения от долей нсу приборов с токами в доли ампера и до десятков не для приборов с токами в десятки ампер. Тем не менее, в связи с подробным описанием их схемотехники в книгах [17,18] схемы на дискретных полевых транзисторах ниже также не рассматриваются, за исключением единичных примеров. Особо высокое быстродействие (времена переключения до нескольких десятков пикосекунд) имеют арсенид-галлиевые полевые транзисторы с затвором на основе барьера Шоттки. К сожалению, это низковольтные приборы — рабочие напряжения на стоке у них не выше десятка вольт.

В конце указанного периода широкое распространение получили схемы на интегральных логических микросхемах и интегральных операционных усилителях [16]. Построение устройств на логических микросхемах (прежде всего, типа ТТЛ) оправдывалось их дешевизной и, главное, естественной стыковкой с другими устройствами на таких микросхемах, например, триггерами, счетчиками, регистрами и т. д. Однако, стабильность генерируемых импульсов у таких устройств была низкой, а диапазон регулировки параметров импульсов (прежде всего, частоты и амплитуды) был довольно узким.

Не особенно прижились и обычные импульсные устройства на интегральных операционных усилителях, поскольку они требовали обычно двух питающих напряжений, имели невысокое быстродействие и требовали защиты входов от перенапряжений. Сверхширокополосные интегральные усилители и компараторы, появившиеся в последнее время, лишены некоторых из этих недостатков, но они пока дефицитны и дороги. Кроме того, они имеют невысокие уровни выходного сигнала, а его увеличение проблематично и ведет к потере качества импульсных сигналов.

В связи с этим ниже мы опишем только те типы импульсных устройств, которые не только дожили до наших дней, но и перспективны в будущем, в связи с их специфическими достоинствами.

Источник: Дьяконов В. П.  Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.

1 комментарий

  1. Валерий says:

    Как приобрести оборудование для сбора пчелиного яда.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты