Схемы с ключами на полевых транзисторах
Управление мощной нагрузкой
На практике часто возникает необходимость управлять при помощи цифровой схемы например, микроконтроллера каким-то мощным электрическим прибором. Это может быть мощный светодиод, потребляющий большой ток, или прибор, питающийся от электрической сети. Рассмотрим типовые решения этой задачи. Будем считать, что нам нужно только включать или выключать нагрузку с низкой частотой. Части схем, решающие эту задачу, называют ключами.
Пожалуй, даже далёкий от электроники человек слышал, что существует такой элемент, как реле. Простейшее электромагнитное реле содержит в себе электромагнит, при подаче на который напряжения происходит замыкание двух других контактов. С помощью реле мы может коммутировать довольно мощную нагрузку, подавая или наоборот, снимая напряжение с управляющих контактов.
В системах с низким напряжением питания и током потребления основная сложность разработки современного ключа заключается в двух нежелательных явлениях — утечка закрытого ключа и падение напряжения на открытом. Преодолеть эти затруднения легче с помощью полевых транзисторов, поскольку у них есть преимущества перед ключами на биполярных транзисторах: малое сопротивление в открытом состоянии, высокое сопротивление в закрытом состоянии, незначительная мощность, потребляемая от источника управляющего сигнала. На рис. Верхний уровень напряжения на затворе U упр является открывающим для таких структур; при подаче нижнего уровня U упр транзисторы закрыты. Классические архитектуры аналоговых МОП-ключей: а ключ на одном транзисторе; б ключ с использованием комплементарной пары транзисторов; в ключ с «плавающим карманом». Архитектура, представленная на рис.
