4_3_4

На рис.4.43, а приведена схема ключа на биполярном транзисторе. Входная (управляющая) цепь здесь отделена от выходной (управляемой) цепи. Ключ мало отличается от усилителя, выполненного по схеме с общим эмиттером. Однако транзистор работает в ключевом режиме, характеризуемом двумя состояниями. Первое состояние определяется точкой A1 на выходных характеристиках транзистора, соответствующей режиму отсечки. В режиме отсечки ток базы Iб = 0, коллекторный ток Iк1 равен начальному коллекторному току, а коллекторное напряжение Uк1 ≈ Ек(рис.4.43,6).

Рис.4.43 Схема (а) и характеристики режима работы (б) ключа на биполярном транзисторе

Режим отсечки реализуется при отрицательных потенциалах базы. Второе состояние определяется точкой А2, соответствующей режиму насыщения. Он реализуется при положительных потенциалах базы. При этом ток базы определяется в основном сопротивлением резистора Rб и Iб2 = Uвх/Rб, поскольку сопротивление открытого эмиттерного перехода мало. Коллекторный переход также открыт, и ток коллектора Iк ≈ Eк/Rк, а коллекторное напряжение Uк2 ≈ 0. Из режима отсечки в режим насыщения транзистор переводится воздействием положительного входного напряжения. При этом повышению входного напряжения (потенциала базы) соответствует понижение выходного напряжения (потенциала коллектора), и наоборот. Такой ключ называют инвертирующим (инвертором). В рассмотренном транзисторном ключе уровни выходного напряжения, соответствующие режимам отсечки и насыщения, стабильны и почти не зависят от температуры.

Время переключения ключей на биполярных транзисторах определяется барьерными емкостями р-п-переходов и процессами накопления и рассасывания неосновных носителей заряда в базе.

Для повышения быстродействия и увеличения входного сопротивления применяют ключи на полевых транзисторах.

Электронные ключи часто используют в устройствах формирования импульсов.