ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012
63
Рассмотрим подробнее особенности работы твердотельных клю-
чей на примере однотактного модулятора. Процесс работы твердо-
тельного модулятора можно разделить на четыре стадии: 1) закрытое
состояние; 2) формирование фронта импульса; 3) формирование
плоской части импульса; 4) формирование спада импульса.
В закрытом состоянии транзисторы ключа разомкнуты, их внут-
реннее сопротивление составляет от 1 МОм до 10 ГОм, что, как пра-
вило, много больше сопротивления полезной нагрузки. Поэтому к
ключу прикладывается полное напряжение высоковольтного источ-
ника питания, при этом падение напряжения на каждом отдельном
транзисторе, составляющем ключ, обычно близко к максимально до-
пустимому для него. Превышение напряжением на отдельном тран-
зисторе максимально допустимого значения приводит к выходу этого
транзистора из строя, что влечет за собой поломку всего ключа.
Внутренние сопротивления транзисторов в закрытом состоянии
сильно зависят от температуры и могут значительно отличаться друг
от друга в выборке транзисторов из-за возможных технологических
неточностей. Для того чтобы избежать появления перенапряжений на
отдельных транзисторах в этом режиме, можно проводить выравни-
вание напряжений, подключая параллельно каждому транзистору ре-
зистор, сопротивление которого много меньше внутреннего сопро-
тивления транзистора.
При формировании фронта импульса происходит замыкание
ключа. На управляющие электроды транзисторов, составляющих
ключ, подается открывающее напряжение. Внутреннее сопротивле-
ние ключа постепенно уменьшается, напряжение, прикладываемое к
нему, падает, ток через него возрастает. При протекании фронта про-
исходит заряд емкости нагрузки
С
н
,
собственная емкость ключа
С
к
разряжается через внутренние сопротивления транзисторов.
Упрощенная эквивалентная схема твердотельного ключа для
данного режима приведена на рис. 4.
Рис. 4. Эквивалентная схема ключа при формировании фронта импульса:
C
вых(эфф)
—
эффективная по энергии выходная емкость одного транзистора;
C
монт
—
паразитная емкость отдельных транзисторов на корпус ключа