Ключи на полевых транзисторах

Схема ( рис.13.5) с представляет собой простейший электронный ключ, который управляется положительным импульсом входного напряжения. Недостаток таких простейших схем ключей на ПТ–наличие большого уровня U₀ -остаточного напряжения на открытом транзисторе. Для уменьшения остаточного напряжения вместо резистора R_c используют транзистор, затвор которого может соединяться с истоком или стоком.

А) б)

Рис.13.5 а) Ключ на ПТ с резистивной нагрузкой, б) Ключ с динамической нагрузкой

Наилучшие характеристики у ключа на комплементарных транзисторах. В ключах на комплементарных транзисторах - транзистор VT2 – ключевой, а транзистор VT1 – нагрузочный.

Затворы обоих транзисторов объединены и являются входом ключа.

При нулевом потенциале на затворах транзистор VT2 закрыт, а транзистор VT1 открыт и работает в линейной области.

Напряжение на выходе ключа практически равно U_ип. При подаче на затворы напряжения близкого к U_ип транзистор VT1 закрывается, а транзистор VT2 открывается. На выходе формируется уровень напряжения, близкий к потенциалу земли.

.

Рис.13.6

Характерной особенностью комплементарных ключей является то, что практически не потребляют мощности как в закрытом, так и в открытом состоянии.

При низком значении Е₃⁺, когда транзистор VT1 заперт, напряжение U_сиг на открытом транзисторе VТ2 ничтожно мало и, следовательно, выходное напряжение U_max≈Е_C.

При высоком значении Е₃⁺ открыт транзистор VT1, и напряжение на нём мало, что и определяет величину остаточного напряжения U_ост ключа.

Время переключения можно свести к минимальному , применив транзисторы в комплементарной паре с одинаковым пороговым напряжением.

Для всех типов ключей на МДП-транзисторах главным путем повышения быстродействия является уменьшение суммарной ёмкости, включающей ёмкость затвор-канал, ёмкость сток-подложка, ёмкости затворов относительно областей истока и стока, обусловленные перекрытием затвора и т.д.