يوجد حاليًا اتجاه واضح نحو التخلي عن الدوائر التناظرية البحتة والانتقال إلى الدوائر الرقمية مع الاستخدام الواسع النطاق لتكنولوجيا المعالجات الدقيقة. توفر معالجة الإشارات الرقمية فوائد واسعة من حيث مرونة الحلول وقابلية تصنيع التصميمات وتوفير الطاقة. في تصميم الدوائر، تعتمد التكنولوجيا الرقمية، بالإضافة إلى عدد كبير من ما يسمى بأجهزة النبض، على المفاتيح الإلكترونية.

تعتمد التطبيقات التقنية للدوائر الرقمية، التي يتم فيها تمثيل الإشارات بمستويات جهد (تيار) مكممة بشكل منفصل، على استخدام مفاتيح الجهد (التيار) الإلكترونية، والتي تسمى المفاتيح الإلكترونية. تُستخدم الثنائيات شبه الموصلة، والترانزستورات ثنائية القطب والتأثير الميداني، والترانزستورات الضوئية، والثايرستور، والمقرنات الضوئية، والأنابيب المفرغة كأجهزة غير خطية ذات مقاومة متحكم فيها في المفاتيح الإلكترونية.

على غرار المفاتيح الميكانيكية (المفاتيح)، من الطبيعي وصف المفتاح الإلكتروني بالمقاومة في الحالتين المفتوحة والمغلقة، والقيم الحدية للتيار والجهد المحولين، ومعلمات الوقت التي تصف سرعة التبديل من حالة إلى أخرى. تجدر الإشارة إلى أن المفاتيح الإلكترونية، على عكس الميكانيكية، في أغلب الأحيان ليست ثنائية الاتجاه، أي. تبديل التيار والجهد من نفس العلامة.

من الضروري التمييز المفاتيح الإلكترونية التناظرية، مخصص للإرسال الإشارات التناظريةمع الحد الأدنى من التشويه، و المفاتيح الرقمية، وتوفير تشكيل الإشارات الثنائية. تشكل المفاتيح التناظرية الأساس لجميع أنواع مفاتيح الإشارة، والتي تستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا التحويل من التناظري إلى الرقمي. على الرغم من أوجه التشابه في الوظائف بين المفاتيح الرقمية والتناظرية، فإن متطلبات الأخير تختلف بشكل كبير عن متطلبات المفاتيح الرقمية، مما يؤدي إلى اعتبارات مختلفة تمامًا يجب تصميم المفاتيح التناظرية من أجلها.

حسب النوع يمكن تقسيم المفاتيح الإلكترونية إلى:

• وظيفية، تحويل متغير منطقي المدخلات إلى متغير منطقي الإخراج. يمكن إجراء التحويل بالتوهين - وهو عنصر سلبي وظيفي (الشكل أ) ومع التضخيم، عندما يسحب المتغير المنطقي للخرج y الطاقة من z. ض - العنصر النشط الوظيفي (الشكل ب)؛
• منطقي، تحويل (مقارنة) العديد من المتغيرات المنطقية المدخلة إلى متغير واحد، وهي وظيفة هذه المتغيرات المنطقية المدخلة (الشكل ج).

مفاتيح الصمام الثنائي.

تستخدم في مفاتيح الصمام الثنائي اعتماد مقاومة الصمام الثنائي على حجم وعلامة الجهد المطبق.

من المعروف أن تيار الصمام الثنائي يتحدد بالتعبير: أين 26 مللي فولت عند 298 كيلو - درجة الحرارة المحتملة، م - معامل مع الأخذ في الاعتبار تأثير تيارات التسرب السطحي للجرمانيوم وإعادة التركيب في تقاطعات p-n لثنائيات السيليكون (- 1.2...1.5, - 1.2...2). التيار الحراري للديود مستقل عمليا عن الجهد المطبق على الصمام الثنائي ويتم تحديده من خلال الخواص الكهربائية لأشباه الموصلات ودرجة حرارة تسخينه، أين - ثابت تحدده تركيزات المواد شبه الموصلة والشوائب، المملكة المتحدة - فرق الاتصال المحتمل. مع الأخذ بعين الاعتبار المقاومة النشطة للمنطقتين p وn، فإن المقاومة النشطة للديود تساوي:

عند الفولتية العالية بما فيه الكفاية (عشرات إلى عشرات الأوم)، مع تقاطع متحيز عكسي (عشرات إلى مئات الكيلو أوم).

تظهر الدائرة المكافئة للصمام الثنائي في الشكل 1. يتم تحديد القصور الذاتي للمفتاح من خلال عمليات تراكم حاملات الأقلية مناطق ف.نانتقال، القدرة ص نالانتقال والسعة بين المحطات ومحاثة المحطات. المعلمة المرجعية الرئيسية التي تحدد أداء الصمام الثنائي هي وقت استرداد المقاومة العكسية.

ص يم - مقاومة التسرب.

من 0 - السعة بين أطراف الصمام الثنائي؛

لام - الحث الطرفي.

S D - الانتشار السعة ص نالانتقال في التحيز إلى الأمام؛

C B - سعة حاجز الوصلة p-n عند التحيز العكسي

الشكل 1: دائرة مكافئة للديود

استنادا إلى مفاتيح الصمام الثنائي، يمكنك بناء عناصر منطقية مختلفة (الشكل 2).

الشكل 2 - مثال على الدوائر المنطقية المعتمدة على مفاتيح الصمام الثنائي

المفاتيح الإلكترونية المعتمدة على الثنائيات هي هياكل سلبية، مما يؤدي إلى إضعاف الإشارة عند المرور عبر هذه المفاتيح، وهو أمر ملحوظ بشكل خاص عند إنشاء هياكل متعددة المراحل.

يرجع القصور الذاتي لمفاتيح الصمام الثنائي إلى تراكم ناقلات الأقلية في منطقة الوصلة p-n، وسعة الوصلة p-n، والسعة ومحاثة الخيوط. بالإضافة إلى المعلمات المدرجة، فإن محاثة وسعة الحمل، وكذلك السعات المتصاعدة، مهمة أيضًا. تشير الكتب المرجعية الخاصة بالثنائيات المنفصلة في أغلب الأحيان إلى وقت الاسترداد العكسي (استعادة المقاومة العكسية)، بسبب حركة الانتشار لحاملات الأقلية. لتقليل هذا الوقت، يمكن استخدام إنشاء مصائد تعزز إعادة تركيب حاملات الأقلية أو إنشاء تركيز غير منتظم من الشوائب (ثنائيات تخزين الشحنة). غالبًا ما تستخدم مفاتيح الصمام الثنائي كوحدات مساعدة في التكنولوجيا الرقمية والتناظرية.

المفاتيح الإلكترونية المعتمدة على الترانزستورات ثنائية القطب.

في أغلب الأحيان، يتم استخدام المفاتيح التي يتم تجميعها وفقًا لدائرة ذات باعث مشترك، كما هو موضح في الشكل. 3.

في وضع التبديل، يعمل الترانزستور ثنائي القطب في وضع التشبع (مفتاح مغلق) أو وضع القطع (مفتاح مفتوح). من المفيد أن نتذكر أنه في وضع التشبع تكون كلا الوصلتين (قاعدة المجمع وقاعدة الباعث) مفتوحة، بينما في وضع القطع تكون مغلقة. في وضع التشبع، يمكن تمثيل دائرة خرج الترانزستور بمصدر جهد مكافئ، وقيمة المجال الكهرومغناطيسي (EMF) مذكورة في الكتب المرجعية ( أوكاناس - جهد التشبع). بالمعنى الدقيق للكلمة، ينبغي للمرء أيضًا أن يأخذ في الاعتبار المقاومة الداخلية لهذا المصدر، والتي يتم تحديد قيمتها من خلال انحدار منحدر خط الوضع الحدودي، ومع ذلك، في الحالات الأكثر أهمية عمليًا للحسابات الهندسية، يمكن للمرء أن يقتصر على قيمة - أوكاناس . المقاومات روبية و ر.ك يجب ضمان الحجب الموثوق للترانزستور عند مستوى منخفض لإشارة التحكم على كامل نطاق درجات حرارة التشغيل والتشبع عند مستوى عالإشارة التحكم.

الشكل 3 - دائرة المفاتيح الإلكترونية المبنية على ترانزستور ثنائي القطب

عند الحساب، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار تيار المجمع العكسي الذي يتدفق عبر المقاوم روبية ، وخلق انخفاض الجهد عبره. يتم تحديد الجهد الإجمالي عند تقاطع الباعث بالتعبير:

أين هو الحد الأقصى لتيار المجمع العكسي ، يو - انخفاض مستوى الجهد لإشارة التحكم. من الواضح أنه من الضروري إيقاف تشغيل الترانزستور بشكل موثوق أوبي< يوبيوتس . من الضروري مراعاة الاعتماد القوي على درجة الحرارة للتيار العكسي للمجمع واختيار القيمة القصوى للحساب. وإلا فإن المفتاح قد "يتسرب" عندما تتغير درجة الحرارة.

يمكن أن يكون الترانزستور المفتوح في الوضع النشط أو وضع التشبع. بالنسبة للمفاتيح الإلكترونية، يكون الوضع النشط غير مربح، لأنه في هذا الوضع يتم تبديد طاقة كبيرة على المجمع. لذلك، يُسمح بالوضع النشط فقط أثناء العمليات العابرة(حيث يكون، بالمعنى الدقيق للكلمة، أمرا لا مفر منه).

ولضمان التشبع، من الضروري أن تكون العلاقة راضية. يمكن تحديد التيار الأساسي بالصيغة: . يتم تحديد تيار التشبع من خلال مقاومة المقاوم في دائرة المجمع، وخصائص تضخيم الترانزستور والمقاومة بين المجمع والباعث في الحالة المشبعة: . عند إجراء الحسابات فمن المستحسن استخدامها أسوأ قيمة. لاحظ أنه في حالة انتهاك حالة التشبع، ينتقل الترانزستور إلى الوضع النشط، والذي يصاحبه زيادة في الجهد على المجمع وزيادة في تبديد الطاقة. في بعض الحالات، يتم استخدام معيار تشبع مختلف - الانحياز المباشر لكلا تقاطعات الترانزستور (باعث القاعدة ومجمع القاعدة). في الوضع النشط، يكون تقاطع المجمع الأساسي متحيزًا في الاتجاه المعاكس.

باستخدام هذا المعيار، من السهل أن نفهم أن الترانزستور المركب (وفقًا لدائرة دارلينجتون) لا يمكن أن يكون مشبعًا تمامًا، نظرًا لأن قاعدة ترانزستور الخرج، في أحسن الأحوال، يمكن أن يكون لها إمكانات مساوية لإمكانات المجمع.

جزء ضروري من تصميم المفاتيح الإلكترونية هو تقييم خصائصها الديناميكية، والتي تحدد سرعة التبديل وفقدان الطاقة في هذه المرحلة (الخسائر الديناميكية).

العمليات العابرة في المفتاح الإلكتروني على الترانزستور ثنائي القطبتتميز بمدة دورة التبديل والتي يمكن تقسيمها إلى عدة مراحل منفصلة:

على تأخير؛

التشغيل (الزيادة الحالية إلى قيمة تقابل التشبع)؛

تأخير إيقاف التشغيل (بسبب ارتشاف الشحنة في القاعدة أثناء الانتقال من وضع التشبع إلى الوضع النشط)؛

إيقاف التشغيل (بسبب انخفاض تيار المجمع إلى القيمة المقابلة للقطع).

من الضروري أيضًا مراعاة عمليات شحن مكثفات التثبيت والأحمال، والتي لا ترتبط بشكل مباشر بالترانزستور، ولكنها يمكن أن تؤثر بشكل كبير على مدة العملية العابرة ككل.

دعونا نفكر في الخاصية أقسام العملية الانتقاليةحسب المخططات الزمنية (الشكل 4).

الشكل 4 - العمليات العابرة في مفتاح الترانزستور ثنائي القطب

1. يتم قفل الترانزستور، ويتم تحديد التيار الأساسي بواسطة تيار المجمع العكسي، ولا يوجد عملياً أي شحن في القاعدة، ويكون خرج المفتاح عند مستوى عالٍ.
2. تزداد الإمكانات عند المدخلات الرئيسية فجأة، وتبدأ سعة الإدخال في الشحن. لا تتغير تيارات القاعدة والمجمع طالما أن الجهد عند تقاطع باعث القاعدة لا يتجاوز جهد القطع (وقت تأخير التشغيل).
3. عندما يتم تجاوز جهد القطع، يتم فتح وصلة الباعث ويدخل الترانزستور في الوضع النشط. تُعطل ناقلات الأقلية التي يتم حقنها في القاعدة حالة توازن القاعدة، ويبدأ تراكم الشحنة. يزداد تيار المجمع بشكل متناسب، بسبب استخراج الناقلات إلى منطقة المجمع. الوقت قبل الدخول في وضع التشبع هو وقت التشغيل.
4. في وضع التشبع، تظل جميع التيارات والفولتية ثابتة، بينما تستمر الشحنة في القاعدة في الزيادة، وإن كان بمعدل أبطأ. تسمى الشحنة التي تتجاوز القيمة المقابلة للانتقال إلى وضع التشبع بالزيادة.
5. عندما يتغير الجهد عند مدخل المفتاح بشكل مفاجئ، فإن التيار الأساسي أيضًا يتناقص بسرعة، وتضطرب حالة توازن الشحنة الأساسية ويبدأ ارتشافها. يظل الترانزستور مشبعًا حتى تنخفض الشحنة إلى قيمة حدية، وبعد ذلك ينتقل إلى الوضع النشط (وقت تأخير إيقاف التشغيل).
6. في الوضع النشط، تنخفض الشحنة الأساسية وتيار المجمع حتى يدخل الترانزستور في وضع القطع. في هذه اللحظة مقاومة المدخلاتيزيد المفتاح. تحدد هذه المرحلة وقت الاغلاق.
7. بعد أن يدخل الترانزستور في وضع القطع، يستمر جهد الخرج في الزيادة مع شحن سعة الحمل، وسعة التركيب، وسعة المجمع.

من الواضح أن درجة (عمق) تشبع الترانزستور تلعب دورًا رئيسيًا.

ل تحديد الكمياتتبديل المعلمات، يمكنك استخدام التعبيرات التالية:

توجد طرق لهندسة الدوائر لزيادة سرعة المفتاح: سلسلة التأثير (الشكل 5 أ) والتغذية المرتدة غير الخطية (الشكل 5 ب).

أ) مفتاح بسلسلة القوة

ب) مفتاح غير خطي تعليق

الشكل 5 - تقنيات الدوائر لزيادة الأداء

مبدأ تشغيل دائرة التأثير واضح: عندما يكون الترانزستور مفتوحًا، يتم تحديد التيار الأساسي من خلال عملية شحن سعة التأثير (الانتقال السريع إلى وضع التشبع)؛ في الحالة المفتوحة، يتم تحديد التيار الأساسي بواسطة المقاوم، الذي يتم تحديد قيمته بطريقة تضمن التشبع الضحل للترانزستور. وبالتالي، يتم تقليل وقت ارتشاف الناقلات الثانوية في القاعدة.

عند استخدام التغذية المرتدة غير الخطية، يتم استخدام الصمام الثنائي المتصل بين قاعدة الترانزستور ومجمعه. لا يؤثر الصمام الثنائي المقفل على تشغيل الدائرة، فعندما يفتح المفتاح، يكون الصمام الثنائي متحيزًا الاتجاه إلى الأمام، والترانزستور مغطى بردود فعل سلبية عميقة. لتقليل وقت إيقاف التشغيل، من الضروري ضمان وقت استرداد قصير للمقاومة العكسية للصمام الثنائي، حيث يتم استخدام الثنائيات مع حاجز شوتكي. الهيكل المتجانس لثنائي شوتكي - الترانزستور ثنائي القطب يسمى ترانزستور شوتكي.

تحتوي المحولات المعتمدة على الترانزستورات ثنائية القطب على عدد من العيوب التي تحد من استخدامها:

الأداء المحدود الناجم عن المعدل المحدود لامتصاص ناقلات الأقلية في القاعدة؛

الطاقة الكبيرة التي تستهلكها دوائر التحكم في الوضع الثابت؛

في اتصال موازيةتتطلب الترانزستورات ثنائية القطب استخدام مقاومات معادلة في دوائر الباعث، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الدائرة؛

عدم الاستقرار الحراري، ويتحدد بزيادة تيار المجمع مع زيادة درجة حرارة الترانزستور.

المفاتيح الإلكترونية المعتمدة على ترانزستورات التأثير الميداني.

في يوجد حاليًا إزاحة نشطة للترانزستورات ثنائية القطب من مجال الأجهزة الرئيسية. وإلى حد كبير، تعمل الترانزستورات ذات التأثير الميداني كبديل. لا تستهلك ترانزستورات التأثير الميداني طاقة ثابتة من خلال دائرة التحكم، فهي لا تحتوي على حاملات أقلية، مما يعني أنها لا تحتاج إلى وقت لتبددها، وأخيرًا، تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى انخفاض في تيار التصريف، مما يوفر زيادة الاستقرار الحراري.

من بين مجموعة متنوعة من الترانزستورات ذات التأثير الميداني المستخدمة في إنشاء المفاتيح الإلكترونية، فإن الأكثر استخدامًا هو MIS - الترانزستوراتبقناة مستحثة (في الأدب الأجنبي - النوع المخصب). تتميز الترانزستورات من هذا النوع بجهد عتبة يحدث عنده توصيل القناة. في منطقة الفولتية المنخفضة بين الصرف والمصدر (الترانزستور المفتوح) يمكن تمثيلها بمقاومة مكافئة (على عكس الترانزستور ثنائي القطب المشبع - مصدر الجهد). تتضمن البيانات المرجعية للترانزستورات الرئيسية من هذا النوع المعلمة رسيوبين - مقاومة مصدر الصرف في الحالة المفتوحة. بالنسبة للترانزستورات ذات الجهد المنخفض، تكون قيمة هذه المقاومة من أعشار إلى أجزاء من مائة من الأوم، وهو ما يحدد الطاقة المنخفضة التي يتبددها الترانزستور في الوضع الثابت. للأسف، رسيوبين يزيد بشكل ملحوظ مع زيادة الحد الأقصى المسموح به لجهد مصدر الصرف.

الشكل 7 - مفتاح ترانزستور MOS ببوابة مستحثة.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن وضع التشبع لترانزستور MOS يختلف اختلافًا جوهريًا عن وضع التشبع للترانزستور ثنائي القطب. تحدث العمليات العابرة في المفاتيح الموجودة على الترانزستورات ذات التأثير الميداني بسبب نقل الموجات الحاملة عبر القناة وإعادة شحن السعات بين الأقطاب الكهربائية ومكثفات التحميل والتركيب. نظرًا لأن الإلكترونات لديها سرعة تشغيل أعلى من الثقوب، فإن ترانزستورات القناة n تتمتع بأداء أفضل مقارنةً بترانزستورات القناة p.

في دوائر الأجهزة الرئيسية التي تستخدم ترانزستورات التأثير الميداني، يتم استخدام دائرة المصدر المشترك الموضحة في الشكل 7 أ في أغلب الأحيان. عندما يتم إيقاف تشغيل الترانزستور، يتدفق من خلاله تيار استنزاف (أولي) غير متحكم فيه. عندما يكون الترانزستور مفتوحًا، يجب تحديد التيار عبر الترانزستور من خلال قيمة مقاومة الحمل وجهد الإمداد. لإلغاء تأمين الترانزستور بشكل موثوق، يتم تحديد سعة جهد التحكم من الحالة:، أين - الحمل الحالي، ش - عتبة الجهد،لذا - ميل خاصية الجهد الحالي. حاليًا، يتم إنتاج مجموعة كافية من الترانزستورات، والتي يكون جهد مستوى TTL كافيًا للتحكم فيها.

تظهر العمليات العابرة في المفاتيح الموجودة على ترانزستورات MOS في الشكل 8.

الشكل 8. مخططات الجهد في المفتاح الموجود على ترانزستور التأثير الميداني.

العمليات العابرة في المفاتيح على ترانزستورات MOSيحدث مثل هذا:

لتسهيل حساب مدة العمليات العابرة في المحولات القائمة على ترانزستورات MIS، يُنصح باستخدام المعلمة تهمة تشغيل Qsvkl. على سبيل المثال، الترانزستور مع Qsvkl = يمكن تشغيل 20 nC خلال 20 μs بتيار 1 مللي أمبير وفي 20 ns بتيار 1 A. يتم ذكر المعلمة المحددة في الكتب المرجعية ويتم تحديدها بشكل تجريبي من قبل الشركة المصنعة.

في الأجهزة النبضية، يمكنك غالبًا العثور على مفاتيح الترانزستور. توجد مفاتيح الترانزستور في المتأرجح والمفاتيح والهزازات المتعددة ومذبذبات الحظر وغيرها. الدوائر الإلكترونية. في كل دائرة، يؤدي مفتاح الترانزستور وظيفته الخاصة، واعتمادًا على وضع تشغيل الترانزستور، قد تتغير دائرة التبديل ككل، ولكن المفتاح الرئيسي مخطط الرسم البيانيمفتاح الترانزستور هو كما يلي:

هناك عدة أوضاع رئيسية لتشغيل مفتاح الترانزستور: الوضع النشط العادي، ووضع التشبع، ووضع القطع، والوضع العكسي النشط. على الرغم من أن دائرة تبديل الترانزستور هي من حيث المبدأ دائرة مكبر للصوت الترانزستورمع باعث مشترك، تختلف هذه الدائرة في الوظائف والأوضاع عن مرحلة المضخم النموذجي.

في التطبيقات الرئيسية، يعمل الترانزستور كمفتاح عالي السرعة، والحالات الساكنة الرئيسية هي حالتان: الترانزستور في وضع إيقاف التشغيل والترانزستور في وضع التشغيل. الحالة المقفلة هي حالة مفتوحة عندما يكون الترانزستور في وضع القطع. الحالة المغلقة - حالة تشبع الترانزستور، أو حالة قريبة من التشبع، في هذه الحالة يكون الترانزستور مفتوحًا. عندما يتحول الترانزستور من حالة إلى أخرى، فهذا هو الوضع النشط الذي تستمر فيه العمليات في التتالي بشكل غير خطي.

يتم وصف الحالات الثابتة وفقًا للخصائص الثابتة للترانزستور. هناك خاصيتان: عائلة الخرج - اعتماد تيار المجمع على جهد المجمع والباعث وعائلة الإدخال - اعتماد التيار الأساسي على جهد الباعث الأساسي.

يتميز وضع القطع بإزاحة كليهما تقاطعات p-nالترانزستور في الاتجاه المعاكس، وهناك قطع عميق وقطع ضحل. يحدث القطع العميق عندما يكون الجهد المطبق على التحولات أعلى بمقدار 3-5 مرات من العتبة ويكون له قطبية معاكسة للجهد العامل. في هذه الحالة، يكون الترانزستور مفتوحًا، وتكون تيارات أقطابه صغيرة للغاية.

مع القطع الضحل، يكون الجهد المطبق على أحد الأقطاب الكهربائية أقل، وتكون تيارات القطب أكبر من القطع العميق؛ ونتيجة لذلك، تعتمد التيارات بالفعل على الجهد المطبق وفقًا للمنحنى السفلي لعائلة خصائص الإخراج، ويسمى هذا المنحنى "خاصية القطع".

على سبيل المثال، سوف نقوم بإجراء عملية حسابية مبسطة للوضع الرئيسي للترانزستور الذي سيعمل على حمل مقاوم. سوف الترانزستور منذ وقت طويلتكون في حالة واحدة فقط من حالتين رئيسيتين: مفتوحة تمامًا (التشبع) أو مغلقة تمامًا (القطع).

دع حمل الترانزستور يكون عبارة عن لف مرحل SRD-12VDC-SL-C ، حيث ستكون مقاومة الملف عند 12 فولت اسمية 400 أوم. دعونا نهمل الطبيعة الاستقرائية لملف التتابع، دع المطورين يوفرون جهازًا للحماية من الزيادات في الوضع العابر، لكننا سنجري الحساب بناءً على حقيقة أنه سيتم تشغيل التتابع مرة واحدة ولفترة طويلة جدًا. نجد تيار المجمع باستخدام الصيغة:

Iк = (أوبيت-أوكيناس) / Rн.

أين: إيك - العاصمة.جامع؛ Upit - جهد الإمداد (12 فولت) ؛ Ukanas - جهد تشبع الترانزستور ثنائي القطب (0.5 فولت) ؛ Rн - مقاومة الحمل (400 أوم).

نحصل على Ik = (12-0.5) / 400 = 0.02875 A = 28.7 مللي أمبير.

من المؤكد أننا نأخذ الترانزستور بهامش تيار أقصى و الجهد النهائي. يعتبر BD139 الموجود في حزمة SOT-32 مناسبًا. يحتوي هذا الترانزستور على معلمات Ikmax = 1.5 A، Ukemax = 80 V. سيكون هناك هامش جيد.

لتوفير 28.7 مللي أمبير من تيار المجمع، يجب توفير تيار أساسي مطابق. يتم تحديد التيار الأساسي بالصيغة: Ib = Ik / h21e، حيث h21e هو معامل نقل التيار الثابت.

تتيح لك المقاييس المتعددة الحديثة قياس هذه المعلمة، وفي حالتنا كانت 50. وهذا يعني Ib = 0.0287 / 50 = 574 μA. إذا كانت قيمة المعامل h21e غير معروفة، فمن أجل الموثوقية، يمكنك أخذ الحد الأدنى من الوثائق الخاصة بالترانزستور المحدد.

لتحديد القيمة المطلوبة للمقاومة الأساسية. جهد تشبع الباعث الأساسي هو 1 فولت. هذا يعني أنه إذا تم التحكم عن طريق إشارة من خرج شريحة منطقية، جهدها 5 فولت، ثم لتوفير التيار الأساسي المطلوب البالغ 574 ميكرو أمبير، مع انخفاض قدره 1 فولت عند الانتقال، نحصل على :

R1 = (Uin-Ubenas) / Ib = (5-1) / 0.000574 = 6968 أوم

دعنا نختار المقاوم 6.8 كيلو أوم من السلسلة القياسية إلى الجانب الأصغر (بحيث يكون هناك تيار كافٍ بالتأكيد).

ولكن لكي يتحول الترانزستور بشكل أسرع ولكي يكون التشغيل موثوقًا، سنستخدم مقاومًا إضافيًا R2 بين القاعدة والباعث، وستنخفض بعض الطاقة عبره، مما يعني أنه من الضروري تقليل مقاومة المقاوم ر1. لنأخذ R2 = 6.8 كيلو أوم ونضبط قيمة R1:

R1 = (Uin-Ubenas) / (Ib+I (من خلال المقاوم R2) = (Uin-Ubenas) / (Ib+Ubenas/R2)

R1 = (5-1) / (0.000574+1/6800) = 5547 أوم.

دع R1 = 5.1 كيلو أوم و R2 = 6.8 كيلو أوم.

لنحسب خسائر المفتاح: P = Ik * Ukenas = 0.0287 * 0.5 = 0.014 W. الترانزستور لا يحتاج إلى غرفة تبريد.