Mikroelektronické praktikum - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

96 FEKT Vysokého učení technického v BrněBylo by chybou domnívat se, že sepnutýtranzistor představuje zanedbatelný odpor. I vtomto případě se liší od mechanického spínače(Obr. 6.9). V obvodu C-E zůstává sice malýodpor, avšak průchodem proudu se na něm přecejen vytvoří jistý úbytek napětí, kterému říkámesaturační napětí. Podle druhu tranzistoru sepohybuje v rozmezí od 0,2 V do 1 V. Ve většiněpoužití tento nedostatek nevadí. Jistou obtížzpůsobuje skutečnost, že prochází-li proudrezistorem, spotřebovává se výkon. V tomtopřípadě je to ztrátový výkon tranzistoru, který sepřeměňuje v teplo. Ztrátový výkon vzniká i přizapojení tranzistoru jako zesilovač. I tady vznikáztrátové teplo. Odpor, který klade procházejícímuObr. 6.9: Tranzistor jako spínač:tranzistor v otevřeném stavu představujesepnutý spínač. Na obvodu C-E vznikámalý úbytek napětí (saturační)proudu přechod E-C je v tomto případě větší, protože tranzistor je méně otevřen. Mohlibychom tedy předpokládat větší ztráty. Avšak není tomu tak, protože prochází jen (relativně)malý proud. Je výrazně menší než tzv. nasycený - saturační proud u spínacího tranzistoru.Tranzistor pro spínací účely je konstruován tak, aby jeho odpor v nevodivém stavu bylco největší a ve vodivém co nejmenší s pokud možno velkým proudovým zesilovacímčinitelem. Dalším důležitým požadavkem, kladeným na tranzistor, je jeho minimální spínací arozpínací doba. To znamená, že skoková změna napětí báze vůči emitoru musí vyvolat v conejkratší době odpovídající změnu kolektorového proudu.Definice spínacích dob je na Obr. 6.9. Udává se zde zpožděníimpulsu t d , to je doba mezi přivedením budícího impulsu adosažením 10 % maximální hodnoty amplitudy výstupníhoimpulsu, dále náběh impulsu t r , odpovídající době stoupánívýstupního impulsu z 10 % na 90 % své hodnoty, t s je dobapřesahu budícího impulsu a poklesu výstupu na 90 % akonečně týl impulsu t f je diba mezi 90 % a 10 % amplitudy(výšky) vstupního napětí. Zpoždění a deformace výstupníhoimpulsu je způsobena hlavně kapacitami systému tranzistoru. Obr. 6.10: Indukční zátěžU spínacích tranzistorů, které spínají indukční zátěž(relé, solenoidový ventil), se musí tranzistor chránit proti zpětným napěťovými špičkám.Dáváme proto paralelně k indukční zátěži diodu, která vzniku těchto napěťových špičekzamezí (viz Obr. 6.10).Jako příklad na spínací obvod uveďme dvě varianty signálního zařízení na hlídáníobjektu. Přetržením vodiče se tranzistor uvede do sepnutého (vodivého stavu) a světelná diodase rozsvítí. Obvod na druhém obrázku má menší klidovou spotřebu a využívá Darlingtonovazapojení tranzistoru (viz Obr. 6.12).