Існує багато типів імпульсних транзисторів, від модернізованих германієвих до складних монолітних транзисторів Дарлінгтона. Часто можна скористатися більше ніж одним типом транзистора, що задовольняє нашим вимогам. Зазвичай вибір звужений такими міркуваннями як: потрібний тип транзистора – прп або РПР, чи потрібно звертати спеціальну увагу на високу напругу, висока чи швидкість комутації, великий Чи струм і вартість.

Перш за все необхідно знати основні відмінності між ідеальним комутатором і реальним перемикаючим транзистором. На рис. 13.1, дано зображення ідеальної форми сигналу при перемиканні разом з реальною формою, яку дає реальний перемикаючий транзистор. Ідеальна прямокутна форма – це мрія, до якої можна наближатися, але досягти неможливо. Принадність ідеальної форми сигналу при перемиканні полягає в тому, що втрати весь час залишаються нульовими. Ідеальний комутатор або повністю включений, або повністю вимкнений, а перехід між двома станами відбувається миттєво. Коли ідеальний комутатор включений, через нього протікає повний струм і на клемах відсутній падіння напруги; коли він вимкнений, то до його клем докладено повне напруга, а струм

не тече. В реальному транзисторі форма сигналу при перемиканні близька до трапецеїдальної і щоб наблизити її до ідеальний формі, було витрачено багато часу і зусиль.

Рис. 13.1. В реальному транзисторі при переключенні потужність розсіюється протягом чотирьох тимчасових інтервалів. На відміну від цього ідеальний перемикаючий транзистор зовсім не розсіює потужність. (1) Потужність, що розсіюється протягом процесу включення. (2) Потужність, що розсіюється під час включеного стану. (3) Потужність, що розсіюється протягом процесу вимикання. (4) Потужність, що розсіюється в під час вимкненого стану.

Реальний сигнал при перемиканні можна розділити на чотири тимчасових інтервали, протягом яких має місце втрата потужності. Вимкнення реального комутатора відбувається не повністю, що дозволяє невеликому току витоку протікати в навантаження. Так як напруга колектор-емітер максимально при закритому транзисторі, то втрати, хоча часто і бувають низькими, тим не менш, можуть стати істотними. Коли реальний комутатор знаходиться в стані «включено», то він знову включений не повністю; між колектором і емітером залишається напруга насичення VCE(sat). Хоча це напруга буває відносно невелика, втрати також можуть бути досить істотні, так як при цьому протікає максимальний струм колектора.

Заштриховані області на рис. 13.1 показують і інші відхилення від ідеального випадку. Реальному комутатора потрібен час для переходу у включений або вимкнений стан. Під час цих переходів комутатор працює як лінійний елемент – підсилювач класу А; він розсіює потужність, тому що на ньому є помітне напруження і через нього тече певний струм. На щастя, зазвичай комутатор знаходиться в такому стані відносно короткий час, але якщо частота перемикань висока, то втрати потужності під час перехідних процесів стануть домінуючими. Потужність, що розсіюється протягом цих переходів, часто є причиною відмов транзисторів. З цієї причини виробники часто призводять графіки, що показують

різні комбінації напруги і струму, які утворюють «область безпечної роботи» (SOA) транзистора в режимі перемикання.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.