2.1. Общие сведения

Ключ коммутирует (включает и выключает) участки электрической цепи. Его действие основано на том, что во включенном состоянии он обладает очень малым, а в выключенном – весьма большим сопротивлением.

В отличие от усилительных схем транзистор ключа работает в нелинейном режиме: с некоторых значений базового напряжения uб ток его коллектора перестает изменяться вслед за uб.

Ключ устанавливается последовательно с коммутируемым участком цепи (нагрузкой) или параллельно ему.

На рис. 2.1, а изображена схема параллельного ключа. Когда под действием управляющего напряжения uУПР транзистор заперт (выключен), нагрузка RH через резистор RK подключена к источнику питания ЕК. Если управляющим напряжением обеспечивается насыщение (включение) транзистора, нагрузка оказывается зашунтированной его незначительным сопротивлением и напряжение на ней близко к нулю.

На рис. 2.1, б приведена схема последовательного ключа. При включенном транзисторе нагрузка RH подключается к напряжению uВХ, при выключенном – эта связь обрывается. Данный ключ будет нормально работать при uВХ > 0.

Ключевые свойства транзистора не являются идеальными (RВКЛ ¹ 0, RВЫК ¹ ¥). Поэтому для повышения эффективности коммутации ее иногда осуществляют одновременно последовательным и параллельным ключами. При этом для подключения нагрузки транзистор последовательного ключа включается, а транзистор параллельного ключа выключается. Для отключения нагрузки состояния транзисторов изменяются на противоположные.

Основными параметрами транзисторного ключа являются сопротивления во включенном и выключенном состояниях, остаточное напряжение на ключе и быстродействие, определяемое временем переключения.

Ключи используются не только по прямому назначению, но и входят в основные цифровые элементы и импульсные устройства.