Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 119
Текст из файла (страница 119)
в С учетом допускоз целесообразно считать сопротизление Лвг максимальным, а )7вв — минимальным; зто обеспечит определенную стенеиь насыщения транзистора Тг и позэолнт использовать источники сигнала с конечным сопро ткаленнем Кг порядка сотен и даже тысяч ом. зистор Тд насьпцен и когда в базе транзистора Т, протекает максимальный тенло-' вой ток узо. Поэтому сопротивление 1!з определяется из неравенства (16-2), если э.
д. с. Е заменить на Угг. Подставив вместо (Г! заведомо меньшую веиичину (Г можно выразить 1(з слелующим образом: Кз~ О! (17-20) (~аз)закс Сопротивление )с! обеспечивает насыщение транзистора Т, в исходном со. стоянии и потому может быть определено из условии насыщения ])з1эз ) узз. Подставляя соответствующие тони, нетрудно получить: (17-21) Это выражение по форме аналогично выражению (16-3) для симметричного триггера н совпадает с иим при соблюдении условия (17-19а)„т.
е. нри 11„~ бг)1,. Легко убедиться, что выбор )7г иа основе формулы (17-21) гарантирует вынолнеиие условий (17-15), необходимых для наличия участка с отрицательным сопротивлением на входной характеристике, а также условия (17-!6), обеспечиваошего триггерный режим при заданном значении й,. В заключение поясним выбор сопротивления Ггзз, иоторое считалось известным с самого начала расчета. В отличие от симметрйчного триггера, где коллекторные резисторы связаны с ускоряющими емкостями, в григ ере с эмиттерной связью резистор Я„э из о л и ров а и от емкости С.
Поэтому транзистор Т, с точки зрения переходных процессов работает в режиме, близком к режиму ключа ОЭ. Из формул (15.32) следует, что влияние коллекториой емкости на фронты импульсов становится существенным, если постоянная времени Сз)1„сравнима с временем жизни т. Отсюда легко сделать вывод, что сопротивление Я целесообразно выбирать иэ условия 2С„(Е„) (17-22) где усредненная емкость Сз имеет величину, соответствующую отрицательному фронту (см. замечании к формулам (15-32)!. Например, если г = 0,1 мкс и Ск (ЕЗ = 5 пф, то Изз ( 10 кОм.
17-3. стАБильность ПОРОГОВ сРАБАть)ВАния и Отпускдния й]еголина анализа. Анализ температурного дрейфа пороговых напряжений в такой сложной схеме, как триггер, конечно, не может быть очень строгим ' и нуждается в упрощающих предположениях. Будем считать исгочннкамн температурной нестабильности три параметра: тепловые токи, напряжения на открытых переходах транзисторов и коэффициенты передачи тока р.
]]апомним следующие особенности этих параметров. Ток 1„имеет заметное значение только у германиеных транзисторов при повышенной температуре. Напряжение на переходе при заданном прямом токе меняется с температурой почти линейно, причем температурная х Попытка строгого анализа сделана в работе ]166] на основе формул (4-4). Однако результаты такого анализа оказались малопригодными для практических оценок. чувствительность отрицательна.
Коэффициент () уве.тнчивается с ростом температуры, но зависимость эта нелннейна, во всяком случае в широком диапазоне температур. Влияние изменений температуры на работу триггера оценим с помощью входной характеристики. На рнс. 17-6 сплошной лннней показана характеристика при начальной (например, комнатной) температуре, а пунктирной — при некоторой другой температуре. Деформация характеристики выражается прежде всего в смещениях критических точек П и П1. Для того чтобы оценить этн смещения, нет необходимости заново рассчитывать га / ! координаты точек с учетом токов 1„, и / напряжений на переходах, как сделано в работе (163).
Проще поступить следующим образом. Пусть известны напряжения (/1ь 1/ьч и токи /п, 1ги для начальной температуры /г Т,. Пусть теперь температура изменилась на ЛТ, а существенные для стабильности лцл лрл параметры — соответственно на Л/„м Л(/ Рт Иг н Л~). Эти приращения, если онн достаряс. 1у-к, температурная точно малы, будут действовать незавнсндеформация яяпдяпа яа- мо, и вызываемые ими изменения токов ряятпряптяяя. (Л1н, Л1н,) или напряжений (Л(/н, Л(/и,) можно сложить по принципу наложения. Пользуясь в дальнейшем таким методом, мы не будем уточнять у с л о в и й малости приращений и, таким образом, ограничимся полукачественным анзлизом.
Для простоты будем использовать обозначения 1, вместо Л/„„; это не внесет большой погрешности, если принять за Т, комнатную температуру, при которой даже у германиевых транзисторов 1„, =О. Приращения напряжений на переходах будем выражать с помощью э. д. с. е = еЛТ, где е < 0 н обычно составляет около 2 мВ/град (см. р 2-8)„Приращения токов транзистора, вызванные изменением р, будем отражать генераторами йх1, нли Лр (1я + 1„,), включенными в коллекторную цепь параллельно генераторам 1„, или 1„*п.
Такой подход известен из гл. 6 н 13. Влнянне приращений входного тока (Л1п или Л1ги) будем отражать соответственно генераторами )),Л/ц нли (),Л/и|в коллекторной цепи транзистора Т„ как в обычном усилительном каскаде. Сопротивлениями г„, как и раньше, пренебрежем для упрощения анализа. Анализ температурного дрейфа. На рис. 17-6 показаны полная и упрощенные эквивалентные схемы, соответствующие участку П1 входной характеристики и отражающие влияние всех рассмотренных выше факторов Н67). Схема на рис.
17-6, б отличается от полной схемы на рис. )7-6, а объединением генераторов тока и исключением генеРатоРа э. д. с. вь Последний, бУдУчи отделен от остальной схемы генераторами тока, работает на холостом ходу и потому не может влиять на потенциал эмнттера 1/,. Значит, определив напряжение (/а по упрощенной схеме, можно затем получать искомое приращение /эе/б, из соотношения М/б,=И/,+бь (17-23) Схема на рис. 17-б, и получена из предыдущей при условии /7„=0 (практически при /7„, с< /(ы что обычно имеет место). Такая схема достаточно проста для анализа и в то же время сохраняет все основные особенности исходных схем.
Критические точки П и Пй входной характеристики являются границами участка /П, на которых дифференциальное сопротнв- а) Рнс, П-6. Эквивалентные схемы триггера на участке П/ входной характеристики (рис. 17-3). а — поапан схема; б н в — упрощенные схемы. ление равно нулю. Следовательно, согласно (17-14) в этих точках должно соблюдаться условие ()х гт (17-24) (если ))т = Ца). Для соблюдения этого условия величина ()е должна быть достаточно малой, т. е.
транзистор Та должен быть либо достаточно сильно заперт (точка П/), либо достаточно сильно насьпцен (точка П), потому что в нормальном активном режиме (участок П1) выполняется неравенство (17-1бб), Таким образом, выполнение условия (17-24) предполагает зависимость коэффициента р от режима, в первую очередь от тока 1,. Поскольку бв зависит еще и от температуры, полное приращение Лре можно записать в виде Л()а = ют /йТ+ а /й/'а= Кт+ Вв б/,а. (17-2б) где /арг — температурное приращение, а В, = д()а/д1„— чувствительность коэффициента ()а к изменениям эмиттерного тока. Зна- чение В, специально измеряется вблизи границ отсечки и насыщения. Например, для некоторых транзисторов при токах 1 — 10 мкА были найдены значения В, = 2 —: 0,1 мкА '.
Из условия (17-24) следует, что вблизи критических точек полное приращение А()о = О, откуда получается важное соотношение: Ьаг Ы а — — — —. в,' (17-26) 1„, ли, Рис. 17-7. Тенвературиый дрейф тока и наврянгения в точках сраоатываняя (а) и отвускання (О) в случае германиевых транаисторов. приращение частично обеспечивается благодаря изменению в н у тр е н н и х факторов е, р и 1им зависящих ст температуры.
Однако в общем случае требуется менять еще и в и еш н юю величину — входной ток 1е,. Тогда меняются обе координаты критической точки. Если же внутренние факторы сами по себе обеспечивают приращение А1„, требуемое соотношением (17-26), то входной ток не нужно менять: А1от = О. В этом случае в критической точкеимеетместо только дрейф напрялгения. С помощью эквивалентной схемы на рис.
17-6, в можно получить общие выражения для дрейфа критических напряжений и критических токов (см. предыдущие издания данной книги): А(1, = — (17, Р ) ~~ ~~" ~~' + 1„„~ — г, + г„(17-27) Ауот — — — ~~ — + — (1ы+ 1кот) — — + 1кот ~, (17-2-) Г агу, ай, айя 1 ( рая рт р,в, Где А(1~ = А(уат гх Это оютношение означает, что вблизи критических точек температурнолту приращению коз(с(сициента ($я должно соопгагтствсаатв определенное приращение титтерного тока. Такое Полученные выражения вместе с экспериментальными зависимостями, показанными на рис. 17-7 и 17-8, позволяют сделать следующие качественные выводы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
