початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

НОВИЙ СПОСІБ УПРАВЛІННЯ транзисторів

Валерій Руденко

Винахід відноситься до електроніки. Технічний результат полягає в створенні короткочасних високоамплітудних імпульсів. Спосіб управління транзисторним каскадом, в керованої колекторно-емітерний ланцюга якого включена індуктивність, полягає в створенні режиму, при якому напруга зсуву в базі транзистора постійно утримує транзистор в режимі відсічення, при цьому напруга колектор-емітер робиться меншим, ніж напруга база-емітер, база -коллекторний перехід залишається назад зміщеним і виникає потенційний бар'єр для переходів носіїв з бази в колектор, що створює умови для поступового накопичення в області бази об'ємного заряду, який при насиченні бази носіями стає провідним каналом для струму короткого замикання між полюсами джерела живлення транзисторного каскаду через індуктивність і переходи транзистора.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до галузі електроніки. Недоліком відомого способу управління транзистором є неможливість створювати короткочасні високоамплітудні імпульси через те, що на генерацію і розсмоктування носіїв, що утворюються в базі, потрібно певний часовий інтервал, сумірний з тривалістю короткого імпульсу. Іншим недоліком є ​​неможливість передавати інформацію від одного каскаду транзистора до інших без гальванічного зв'язку між каскадами.

Прототипом даного винаходу може бути прийнятий блокінг-генератор (Л.М.Гольдберг Імпульсні і цифрові пристрої. Зв'язок, 1973 г., гл.6). Це генератор з індуктивностями в колекторі і в базі, охоплений позитивним зворотним зв'язком, в якому процес зміни струму в базі припиняється при досягненні насичення в феромагнітному осерді. Такий спосіб не дозволяє отримувати імпульси при відсутності в трансформаторі феромагнітного сердечника, і хоча він і забезпечує трансформаторну зв'язок, але тільки через сердечник, крім того, імпульси наносекундного діапазону тривалості з блокинг-генератора отримати не можна. Резонансні підсилювачі на повітряних трансформаторах забезпечують трансформаторну зв'язок, але тільки на резонансній частоті. Отже, в прототипах вищевказані недоліки не долаються.

Пропонований спосіб управління дозволяє подолати ці недоліки за допомогою індуктивності і ряду прийомів, що є предметом цього винаходу.

За Ленцу, Фарадея ЕРС самоіндукції в індуктивності спрямована назустріч току, її викликає (маються на увазі струми бази і колектора, що виникають в замкненому транзисторі), і її амплітуда може бути порівнянна з напругою джерела живлення. Якщо індуктивність включена в керовану (колекторно-емітерний) ланцюг транзисторного каскаду, то створюється режим, при якому напруга Uке робиться меншим, ніж Uбе, і перехід база-колектор стає назад зміщеним, і виникає потенційний бар'єр для переходу носіїв з бази в колектор. Чисельно це виглядає так Uке = 0.1 В, Uбе = 0.6 В для кремнієвого транзистора npn. Це створює умови для поступового, протягом значного проміжку часу, накопичення в області бази об'ємного заряду носіїв. І це відбувається в замкненому транзисторі.

При переповненні бази носіями вона стає провідним каналом для струму короткого замикання між полюсами джерела живлення через індуктивність і колектор-емітер транзистора.

Джерело зміщення бази викликає інжекції носіїв з емітера, і з появою носіїв в об'ємі бази, що прилягає до емітера, підвищується потенціал, який має знак інжектованих носіїв, протилежний за знаком джерела зміщення, і тому струм бази буде убутним, з переходом струму бази через 0, потенціали внутрішній і зовнішній від джерела зсуву зрівняються (див. фіг.1). Зі збільшенням внутрішнього потенціалу відбудеться подолання потенційного бар'єру, створеного на переході база-колектор, і в цей момент створюються умови для короткого замикання від джерела живлення через колектор-емітер і індуктивність.

Струм через індуктивність і колектор-емітер, амплітуда якого визначається опором ланцюга, а його тривалість - кількістю носіїв, накопичених в базі і захоплюємося з обсягу бази електричним полем джерела живлення, є струмом короткого замикання тому, що опір індуктивності і переходів транзистора близько до нуля Ом . Це дозволяє отримувати на виході короткочасні високоамплітудні імпульси струму.

Після видалення з обсягу бази рухливих носіїв струмом колектора, що виникли з попередньо накопиченого об'ємного заряду, її опір різко збільшується (напруга зсуву в базі може бути постійним і утримує транзистор в режимі відсічення) і це супроводжується реакцією ЕРС самоіндукції індуктивності керованої (колекторної) ланцюга, що діє у зворотньому напрямку.

Імпульс зворотної реакції струму індуктивності нейтралізує джерела генерації носіїв у емітер, і чим більше амплітуда імпульсу ЕРС зворотної реакції, тим більша кількість джерел генерації носіїв охоплюється нейтралізацією, опір переходів зростає і близько до нескінченності. Від цього пауза між імпульсами короткого замикання ланцюга, що складається з джерела живлення індуктивності і переходів транзистора, стає довше. Подія відбувається періодично: спочатку накопичення заряду (кількості носіїв фіг.1б 1-й інтервал), потім струмовий імпульс через індуктивність (фіг.1б 2-й інтервал), потім зворотна реакція з придушенням джерел генерації (фіг.1г 3-й інтервал) і повторення процесу.

В одному з варіантів (фіг.2) виконання Качор (таку назву автор дав пристроїв, що працюють на заявляється способу управління) каскад може складатися з однієї колекторної індуктивності, а на переході база-емітер кремнієвого транзистора встановлюється пряме зміщення за допомогою зовнішнього джерела напругою 0.5- 0.7 вольт, при цьому транзистор утримується в режимі відсічення.

У подібному ж випадку, якщо на контакт бази (фіг.2) встановити іншу індуктивність, то амплітуда зворотної реакції стане іншою через взаємоиндукції. Тривалість періоду накопичення об'ємного заряду в базі збільшиться, якщо котушки базова і колекторна будуть включені инверсно, або зменшиться, якщо - згідно.

У нинішньому розумінні схема (фіг.3) не може працювати генератором, оскільки базова ланцюг замкнені, тому що відсутній позитивний зсув в базі. І тим не менше вона працює Качор - генератором імпульсів тому, що зміщенням служить позитивна полуволна, і така схема генерує з германієвих біполярним, польовим, транзисторами і р / лампою самозапуску. Вона і працює і з кремнієвим транзистором, але тільки із зовнішнім запуском, через трансформаторну зв'язок, за допомогою іншого Качор.

На епюрах фіг.1 у 2-му інтервалі немає сліду струму короткого замикання, оскільки відбувається розрядка об'ємного заряду за рахунок виносу тільки накопичилися за 1-й інтервал носіїв з базової області і переведення енергії накопичених носіїв в магнітний потік індуктивності Lк.

Тому, розглядаючи осциллографом ЕРС виносу носіїв на Lк і Lб щодо струму з позитивного і негативного полюсів джерела живлення (фіг.1в, г), ми бачимо в 2-му і 3-му інтервалі незмінну полярність імпульсів на Uке і на Uбе. Для транзисторів npn вона позитивна, pnp негативна в колекторі Uвих2. На базі знак імпульсу зворотний Uбе в 3-му інтервалі, і та полярність його однакова при розгляді щодо позитивного і негативного полюсів джерела живлення.

Струм бази 1б регресний (фіг.1), оскільки Uбе докладено до прямо зміщеному pn переходу. У базі з накопиченням носіїв наростає власний потенціал області бази, і відбувається компенсація потенціалу, створеного обмоткою Lб з потенціалом, наростаючим в базовій області через накопичення в ній носіїв, причому зі зміною знака через подолання потенційного бар'єру в колекторно-базовому переході.

У 3-му інтервалі в базі спостерігається імпульс зворотної полярності (фіг.1г), викликаний зворотною реакцією імпульсу розряду. Він нейтралізує джерела генерації носіїв у емітер. Подальше відновлення генерації носіїв викликає повторення процесу.

Як встановлено автором експериментальним шляхом, взаємоіндукція між базовою і іншими (колекторної, вихідний, емітерний) індуктивностями може здійснюватися не тільки за законами Ампера і Біо-Савара, тобто не тільки через магнітне поле основного струму, поточного через індуктивність, але і через магнітні моменти атомів навколишнього ці індуктивності речовини. Інакше кажучи, відстань між індуктивностями, що знаходяться в базовій і колекторної ланцюгах, може бути як завгодно велике, набагато більше розмірів котушок індуктивностей. Число витків може змінюватися у великих межах, починаючи з одного. Індуктивності можуть бути як чіпові, так і виткові довільних розмірів. Енергія взаємодії між вихідний і колекторної індуктивностями убуває лінійно, а не назад пропорційно, як має бути за законом Ампера.

Спосіб більш наочно можна пояснити на прикладі з радіоламповому тріодом з індуктивністю в аноді.

Якщо через ЕРС самоіндукції в анодному ланцюзі напруга сітка-катод виявиться більшим ніж анод-катод, то в просторі між катодом і сіткою почнуть накопичуватися електрони, які заповнять весь простір між сіткою і катодом. Вирвавшись за межі катодно-сіткового обсягу, електрони будуть захоплюватися електричним полем анода. Через індуктивність, анод, сітку і катод відбудеться замикання ланцюга до тих пір, поки електрони з катодно-сіткового простори не будуть видалені, і індуктивність відреагує стрибком ЕРС зворотної полярності, що знизить рівень роботи виходу катода, і процес накопичення електронів в катодно-сітковому обсязі повториться (фіг.4).

Автором розроблено близько 20 схем Качор, деякі з них наведені в цій заявці (фіг.2, 3, 5, а і см. Патент РФ №2075726 і в брошурі Бровін В.І. «Явище передачі енергії індуктивностей через магнітні моменти речовини, що знаходиться в навколишньому просторі, і його застосування »М. МетаСінтез, 2003 р.) Всі вони різні, але їх об'єднує один загальний принцип дії.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб управління транзисторним каскадом, в керованої колекторно-емітерний ланцюга якого включена індуктивність, що полягає в створенні режиму, при якому напруга зсуву в базі транзистора постійно утримує транзистор в режимі відсічення, при цьому напруга колектор-емітер робиться меншим, ніж напруга база-емітер, база -коллекторний перехід залишається назад зміщеним і виникає потенційний бар'єр для переходів носіїв з бази в колектор, що створює умови для поступового накопичення в області бази об'ємного заряду, який при насиченні бази носіями стає провідним каналом для струму короткого замикання між полюсами джерела живлення транзисторного каскаду через індуктивність і переходи транзистора.

Версія для друку
Автор: Валерій Руденко
PS Матеріал захищений.
Дата публікації 21.09.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів