коллекторного n-слоя 7?ко описывалось следующим выражением:

где /?ко - сопротивление немодулированного п-слоя при малых токах; k к п - коэффициенты аппроксимации.

Сопротивление /?ко определялось по кривым Лг1э(кэ) при /э= const с использованием измерителя параметров Л2-42. Максимальная относительная погрешность расчетных значений f/кэ при заданных /к и /б в области квазинасыщения не превышала 10 ... 15 % по сравнению с экспериментальными данными.

На рис. 2,а приведены расчетные выходные характеристики транзистора КТ908А с траекториями рабочих точек

f,50/l /1,00А 0,73 А

а 0,25 0,50 0,75 / * О 0.25 0,50 0.75 I* ff) б)

Рис. 2. Характеристики ключей с регулированием входного тока на транзисторе КТ908А прн г/вас=3 В, ti=0,6, /ном=0,8 А, /н.макс=80А

выходного транзистора в ключах с различными способами регулирования: кривая / соответствует ключу с минимальными суммарными статическими потерями; кривая 2 - ключу с первым, способом регулирования; кривая 3 - ключу со вторым способом регулирования; кривая 4-ключу с третьим способом регулирования; кривая 5 - ключу с фиксированным входным током силовых транзисторов. Штриховой линией показана экспериментальная зависимость /к (t/кэ) при Рст,мин(/н). На рис. 2,6, в приведены расчетные зависимости относительных потерь в ключах Р*ст = Рст/Рст.мин и степени насыщения выходного транзистора 5 от относительного тока нагрузки /*н=/н н.макс (нумерация кривых на рис. 2,6, в соответствует принятой на рис. 2,а).

На характер зависимости /к (f/кэ) при Рст.мин(/н) (рис. 2,а, кривая /) существенное влияние оказывают напряжение t/нао и параметры транзистора, прежде всего степень зависимости и значение коэффициента передачи В от тока /к, а также значение остаточного выходного сопротивления транзистора Rq. Расчеты и экспериментальные исследования показали, что с увеличением напряжения t/нас характер кривой / практически не меняется, но она сдвигается в сторону больших напряжений t/кэ. В ключе с минимальными потерями при уменьшении тока нагрузки степень насыщения транзистора медленно уменьшается (рис. 2,в), а при снижении коэффициента передачи В крутизна спада 5 увеличивается.

Характер зависимости 5(/*н) в ключе с первым способом регулирования (рис. 2,в, кривая 2) аналогичен зависимости В{1к): S=:IbB/k - BjKi. При этом во всем диапазоне тока нагрузки выходной транзистор оказывается перенасыщен по отношению к таковому при регулировании по оптимальному закону, что приводит к увеличению потерь в цепи управления и росту суммарных статических потерь в ключе. Кроме того, неоправданное завышение степени насыщения снижает быстродействие ключа из-за увеличения времени рассасывания.

При втором способе регулирования степень насыщения выходного транзистора уменьшается с уменьшением тока нагрузки более существенно, чем в ключе с минимальными потерями, что приводит к росту статических потерь в выходном транзисторе и, как следствие, к увеличению суммарных статических потерь в ключе.

Транзисторный ключ с третьим способом регулирования входного тока характеризуется лучшей экономичностью по сравнению с рассмотренными ключами, однако при малых

токах нагрузки степень насыщения выходного транзистора начинает резко возрастать, что приводит к увеличению суммарных статических потерь и снижению быстродействия. Экстремальный характер зависимости 5(/*н) в ключе с регулированием входного тока по третьему способу (рис. 2,в, кривая 4) объясняется следующим. С уменьшением тока нагрузки от /н.макс существенно уменьшается падение напряжения на объемном сопротивлении коллектора Urk. (рис. 2,а, штрихпунктирная линия) и соответственно уменьшается прямое напряжение коллекторного диода Кд = fKB-f-t/K. TO приводит к уменьшению степени насыщения транзистора. При небольших токах коллектора

напряжение U мало, т. е. t/кдКБ, поэтому с дальнейшим уменьшением тока нагрузки степень насыщения транзистора начинает возрастать.

Расчеты на ЭВМ и экспериментальные исследования ключей с регулированием входного тока на других типах низковольтных транзисторов и на высоковольтных транзисторах типов КТ704, КТ828, ТК335 показали, что характер траектории рабочей точки выходного транзистора в ключе с минимальными статическими потерями не изменился по сравнению с ключом на транзисторе КТ908А; при этом в ключах на высоковольтных транзисторах с большим сопротивлением Яко существенно возросла степень насыщения 5 при токах /н.макс и наблюдалось более резкое ее уменьшение с уменьшением тока нагрузки. Качественно не изменилось и поведение выходного транзистора в ключах с различными способами регулирования входного тока.

В схемах ключей с пассивным запиранием силовых транзисторов параллельно эмиттерным переходам включаются резисторы Бэ (штриховая линия на рис. 1,а). Исследования таких ключей показали, что подключение резисторов практически не влияет на характер траектории рабочей точки выходного транзистора в ключе с минимальными потерями и в ключах по схемам на рис. 1,6, в. Однако в ключе на рис. 1,а при коэффициенте пропорциональности Ki, рассчитанном по максимальному току нагрузки, напряжение коллектор -эмиттер начинает резко возрастать при малых (номинальных) токах нагрузки, что приводит к существенному увеличению потерь в ключе, а с дальнейшим уменьшением тока нагрузки транзистор выходит в активную область и отключается.

В [2] указывалось, что в ключах с составной структурой на низковольтных транзисторах регулирование входного