Генератором электрических колебаний называют устройство, преобразующее энергию источника питания постоянного напряжения в энергию переменных колебаний требуемой формы. В зависимости от формы выходного напряжения различают: генераторы гармонических колебаний и генераторы негармонических колебаний (импульсные генераторы).

Любой генератор, независимо от формы выходных колебаний, может работать в одном из двух режимов: режим автоколебаний и режим внешнего запуска (ждущий).

Генератор, работающий в режиме автоколебаний, обычно называют автогенератором. Выходное переменное напряжение на его выходе формируется сразу после подключения напряжения питания и не требует для начала работы подачи внешнего управляющего воздействия.

Изобразим схему цифрового ключа на МОП-транзисторе с индуцированным каналом, стоковым резистором R_С и временные диаграммы его работы (рис.15.14). На схеме изображена емкость нагрузки С_Н, моделирующая емкость устройств, подключенных к транзисторному ключу. Очевидно, что при нулевом входном сигнале транзистор заперт и U_CИ = Е_С. Если напряжение U_ЗИ больше порового значения U_{ЗИ ПОР} транзистора, то он открывается и напряжение U_СИ уменьшается до величины остаточного напряжения U_ВКЛ.

Ключи на полевых транзисторах используются для коммутации как аналоговых, так и цифровых сигналов. Достоинствами ключей на полевых транзисторах являются:

Для неискажающей передачи информации транзисторными ключами необходимо, чтобы все гармоники спектра прямоугольных импульсов или импульсной последовательности усиливались с одинаковым коэффициентом усиления и начальные фазовые сдвиги между гармониками не изменялись.

Это обеспечивается равномерной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) в рабочем диапазоне частот и линейно-возрастающей фазово-частотной характеристикой ФЧХ.

В линейных схемах потенциал коллектора транзистора устанавливается таким, чтобы его величина находилась в пределах между напряжением питания +Е и напряжением на коллекторе в режиме насыщения U_{К НАС}. При этом усиление сигнала осуществляется в окрестности установленной рабочей точки.

Отличительной особенностью линейных схем является то, что величина входного сигнала остается настолько малой, что выходное напряжение линейно зависит от входного и не выходит за пределы верхней и нижней границ линейного участка характеристики, так как в противном случае появились бы заметные искажения сигнала.

Аналоговый коммутатор служит для коммутации аналоговых входных сигналов. Если коммутатор находится в состоянии «включено», его выходное напряжение должно по возможности точно равняться входному; если же коммутатор находится в состоянии «выключено», оно должно стать равным нулю.

Существуют различные схемные решения коммутаторов, удовлетворяющие указанным условиям. Их принцип действия показан на рис. 15.1 а, б, в на примере механических переключателей.

В отличие от рассмотренного ранее режима, где транзистор работал в режиме малого сигнала и являлся линейным элементом, в импульсном режиме, являющимся характерным для цифровых устройств, транзистор работает в режиме большого сигнала. В отличие от режима малого сигнала, где отклонение от рабочей точки по постоянному току порядка 20-30%, в режиме большого сигнала транзистор переходит из зоны отсечки через активную область в режим насыщения и наоборот. Как правило, в импульсной технике транзистор работает в двух противоположных состояниях: в режиме отсечки (транзистор заперт) и в режиме насыщения (транзистор открыт и насыщен). Коэффициент передачи транзистора в этих режимах меньше единицы, т.е. он не обладает усилительными свойствами.