Circuite în comutație

Comutarea diodei semiconductoare din blocare în conductie poate fi exemplificata pe baza montajului din figura 1.4.

Componenta curentului de încarcare a capacitatii este mic ( ) astfel încât ecuatia transferului de purtatori

devine

în conditiile initiale ,unde IF este curentul ce se stabileste în circuit în conditii de regim permanent ( când dioda este în conductie rezistenta acesteia este ron, de valoare mica)

Expresia curentului, dupa închiderea comutatorului, se obtine din ecuatia transferului de purtatori în conditiile initiale specificate

Timpul la care se obtine 90 % din valoarea finala IF a curentului, notat cu tr, se dteremina exprimând curentul

Se constata ca timpul de crestere t r este de 2,3 ori mai mare ca timpul de viata al purtatorilor minoritari injectati, în conditiile când jonctiunea nu a fost mai întâi blocata.

Daca comutarea are loc din blocare în conductie, în sensul ca la aplicarea sursei de comutare VF jonctiunea era blocata de o tensiune inversa, timpul de conectare este mai lung. Timpul tr se masoara dupa ce s-a descarcat capacitatea de bariera CB de sarcina pe care o avea când dispozitivul era în stare de blocare. Descarcarea capacitatii se face exponential prin rezistenta de sarcina într-un timp

asa încât timpul de comutare a jonctiunii din blocare în conductie este

La comutarea tranzistorului din zona de saturatie profunda în zona de blocare se utilizeaza o sursa care sa comute curentul din baza tranzistorului de la IB1 la -IB2 , ca în figura 1.13.

Comutarea curentului din baza tranzistorului nu determina modificarea curentului de colector (acesta ramâne la valoarea de saturatie ICS) decât dupa evacuarea sarcinii suplimentare qS – sarcina stocata în intervalul dintre saturatia incipienta si saturatia profunda – evacuare care are loc în timpul tS . În continuare punctul de functionare traverseaza zona activa pâna la blocarea tranzistorului. Curentul de colector scade, ca în figura 1.13, pâna la zero, în intervalul de timp toff. Timpul de comutare din saturatie incipienta în blocare toff este cu o buna aproximatie egal cu timpul de comutare directa din blocare în saturatie incipienta ton.

Timpul total de comutare din zona de saturatie profunda în zona de blocare este suma celor doi timpi

Înlocuind expresiile celor doi timpi, anterior deduse, avem

sau relatia aproximativa

Sumarul al expresiei timpilor de comutare pentru tranzistorul bipolar

- Timpul de comutare din regiune de blocare în regiunea activa prin aplicarea curentului IB1 are expresia

- Timpul de comutare din regiunea activa în regiune de blocare prin comutarea curentului bazei de la IB1 la –IB2 este

- Timpul de comutare din zona activa (din zona de saturatie

incipienta) în zona de saturatie profunda este

Un comutator serie-paralel, realizat cu tranzistori bipolari este prezentat în figura 2.10.

Tranzistorii T1 si T2 lucreaza alternativ în starile (T1 - saturat si T2 - blocat )– starea 1 si (T1 - blocat si T2 – saturat) – starea 2.

Tensiunea pe sarcina VL ,când comutatorul este în starea 1, are valoarea maxima

pentru ca tensiunea de saturatie a tranzistorului T1 are o valoare mica (pentru tranzistori bipolari tensiunea reziduala este de ).

Pentru ca T1 sa fie saturat, adica comutatorul sa fie în starea 1, este necesar ca tensiunea de comanda sa aiba o valoare suficient de mare

În relatia de mai sus s-a considerat curentul de baza mic si tensiunea de baza necesara saturatiei tranzistorului s-a luat la valoarea maxima (0,7 V).

Tranzistorul T2 este blocat pentru ca pe baza se aplica o tensiune pozitiva

Blocarea curentului prin sarcina se face aplicând o tensiune de comanda care sa determine blocarea tranzistorului T1 si saturarea tranzistorului T2 cu VC < 0.