Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 120
Текст из файла (страница 120)
1. Приращение эмнттерного потенциала всегда отрицательно, т, е. напряжение У, увеличивается (по модулю) с ростом температуры. Зависимость ЛУе (Т) нелинейна; нелинейность обусловлена в первую очередь функцней р (Т), поскольку функции е (Т) почти линейны, а токи 1„„ при пониженных температурах несущественны. 2. Величина и знак приращений ЛУа, зависят от соотношения между модулями напряжений ЛУ, и ем поскольку знаки последних различны. Нелинейность функции ЛУ, (Т) делает возможными экстремумы на кривых ЬУа,(Т), Рис. 17-8.
Температурный дрейф тока я напряжения в точках срабатьжания (а) и отпускания (б) в случае кремниевых транзисторов. Для германиевых транзисторов таких акстремумов может быть два; один нз них (максимум) обусловлен увеличенная теплового тока при повышенной тем. пературе. 3. Приращение Мат в общем случае также представляется экстремальной кривой, имеющей максимум, хоти этот максимум не всегда ярко выражен и может быть расположен вне рабочего диапазона температуры. Резкое уменьшение тока газ при повышенной температуре для германиевыя транзисторов обусловлено, конечно„ростом тепловых токов н приводит к потере работоспособности схем, когда ток базы падает до нуля и напряжения ГГ Г н У сближаются.
4. Кремниевые транзисторы не имеют существенных преимуществ перед германиевыми в отношении величины температур« ного дрейфа, поскольку главной причиной дрейфа являются не тепловые токи, а нестабильность коэффициентов передачи тока и напря- жений на переходах, Рост теплового тока у германневых транзисторов в некоторых случаяв уменыпает дрейф критических напряжений, т. е. играет пологкнтельную роль. 5. Температурный дрейф зависит от диапазона рабочих температур, типа транзисторов, их параметров и схемы; в среднем значения температурного дрейфа критических напряжений и токов составляют соответственно О,б— 1,5 мВ/'С и 0,5 — 1,0 мкА/' С.
Компенсации температурного дрейфа. Если бы главным источником нестабильности были тепловые токи /ие, то зффекРкс. 1?-9. Способы компенсации темпера- тинным способом стабили- турного дрейфа. нации триггера могло бы л — лилмчеиие теоыистлол л лиилтлпит1л цепь; быть увеличение рабочях токов нг лько, бы лигели. тепловые токи по сравнению с ними были малы даже при высокой температуре. Однагсо основной причиной нестабильности являются не тепловые токи, и потому сильноточные схемы не могут быть универсальным решением, тем более что в них резко повышается потребляемая м0 й0 мощность.
г00 арлг Два основных способа, применяемых в триггерах с амит- 80 терной связью для частичной компенсации температурного дилг дрейфа порогов срабатывання и г/0 отпускгния, показзны на рис. 17-9, В схеме на рис. 1?-9, а х0 лил госледовательно с резистором а гс, включен диод в прямом на- у л г/ ы и правлении. Напряжение на нем -л0 40л уменьшается с ростом температуры, что в значительной мере Рнс. 1?-1о. временной дрейф порогостабилизирует потенциал 1/„а аых вапрягкеннй триггера. следовательно, и критические напряжения Уп и 1/пг.
Этот метод может иметь ряд вариантов, позволяющих осуществить более точную компенсацию. Можно, например, включать последовательно два диода или заменить /?, двумя параллельно соединенными резисторами и включить диоды в одну или обе ветви. В схеме на рис. 17-9, б использован делитель напряжения на входе триггера. Этот делитель обеспечивает запирание транзистора Тд в исходном состоянии. Для отпирания зтого транзи- стора и срабатывания триггера требуется входной импульс У, ) > ~(айаг — (/гг1, Чтобы минимальная величина спускового импульса мало зависела от температуры, нужно обеспечить одинаковые изменения потенциалов Уаг и Угг.
Из них изменение Лагг (Т) является функцкей заданной, а функцию Л(7ах (Т) (по возможности аналогичного вида) подбирают, включая в делитель температурно-зависимые элементы — тервгисторы пли полупроводниковые диоды и тех илн иных комбинациях. Оба указанных способа могут обеспечить уменьшение температурного древфа в несколько раз. Временной дрейф. Этот вид нестабильности определяется сложными физико-химическимп процессами на поверхности полупроводника, а такаке низкочастотной составляющей собственных и умов. Результаты измерений времснного дрейфа критических напряжений показаны на рис.
17-10, Как видим, в общем случае дрейф состоит из медленной (регулярной) и более быстрой (хаотической) составляющих, причем соотношение между ними зависит от тиггов и даже экземпляров транзисторов. Значение регулярного дрейфа (ползучести) может доходить до 100 мВ с постоянной времени, составляющей несколько часов, а хаотический дрейф обычно не превышает 1Π— 20 мВ, т. е.
1 — 2% крвтического напряжения. Глава лоселгиадватаа М УЛЬЕВ)лгБРАТОРЫ 18И. СИММКТРИЧИЬЖ МУЛЬТИВИБРАТОРЬУ Симметричный (по структуре) мультивибратор, показанный на рис. 18-1, получается из симметричного триггера (см. рис. 18-1) путем исключения резисторов )г', и замены смещения Еа смещением — Е,. Поскольку этапы рассасывания и регенерации протекают в обеих схемах аналогично ' и были подробно изучены применительно к триггеру, будем в дальнейшем считать изменения токов в транзисторах мгновенными. Вто позволит нам сосредоточить внимание на специфических для мультивибраторов процессах.
Рабочий цикл. Работа мультивибратора в течение одного полного гериода описывается временнйми диаграммами на рис. 18-2. Открытый транзистор, как и в триггерах, будем считать насыщенным. Очередное опрокидывание схемы происходит тогда, когда напряженке на базе ранее запертою транзистора делается равным нулю и он отпирается. При этом возрастающий коллекторный ток идет в базу другого транзисгора через емкость и выводит его нз насыгцения, после чего наступает регенерация.
г Эго не исклгочаег н некоторых особенностей переходного пропесса в мувьтивибраторах. Частично вги особенности рассмотрены в работе 11681. Пусть в момент 1 = 0 открылся транзистор Т„поскольку потенциал (/с„уменьшаясь, достиг нулевого значения. В результате насыщения транзистора Т, потенциал (/„, который до скачка был равен Е, — 1м,/1,», падает до нуля; транзистор Т, «стягиваегся в точку». Напряжение (/«, на конденсаторе С, в первый момент не меняется и осгаегся равным ń— 1 оК„» (так как потенциал (/ив до скачка был равен нулю, а потенциал (/„т был равен ń— 1„еЯ„,), Отсюда следует, что ток 1„, в момент 1 = 0 возрастет от значения 1»и до Е„(дят + 2д,).
Слагаемое 2Е.,ггх обусловлено тем„что резистор /1, после скачка находится под напряжением (/,т + Е, = = 2Е„. Напряжение на конденсаторе С перед скачком было близко к нулю и сохраняет зто значение непосредственно после скачка. Отсюда следует, что базовый ток 1«и Ен (который до опрокидывания был рая„г вен — 1„,) возрастает до Е„(л„я + + лв), поскольку резисторы 1(..з и йя в первый момент соединены пап 3 раллельно через незаряженный конденсатор С.
Положительный скаюк гг уг потенциала (/„, передается через конденсатор С, на базу транзистора Т, и поддерживает его в запертом состоянии. Рищ 18-1. Принципивльнаи Коллекторный ток 1„до скачле опрокидывания падает до значения 1„о. Легко замепггь, что ток 1„, ( — 0) равен току 1с, (+0), т. е. во время скачка коллекторный ток запираюшегося транзистора «переходит» в базу отпираиицегося транзистора. Потенциал 1/„я в момент 1 = 0 не изменяется и остаегся близким к нулю. Это следует из равенства (/„я (О) = (/ед (+О) + (/сз (О), где оба слагаемых в правой части очень малы. Ток 1с„который до опрокидывания был равен Е„рг, после опрокидывания уменьшается до — 1, Таков в первом приближении результат происшедшего переброса в схеме. Начиная с момента 1 = 0 величины в схеме изменяются следующим образом. Потенциалы (/ег, (/,т и токи 1„м 1„остаотся практически неизменными, близкими к нулю.
Потенциал 1/еь равный напряжению на конденсаторе С„уменьшается с постоянной времени С,/с„ стремясь к величине — (Е„ + 1„«йх) (последняя легко получается, если мысленно убрать нз схемы запертый транзистор Т, и заменить его со стороны базы генератором теплового тока '). На самом деле разряд конденсатора прерывается х Помимо теплового тока, который у иремииевых трвнзисторов практически отсутствуег, следовало бы учесть еще сопротивление, свойственное ззпертому переходу и обусловленное ухе«кеми, током термогенерзпии (зависящим от нзпрягкения) и другими причинами. Методика учета »того сопротивления будет показана в й 20-2 применительно к блокинг-генерзтору. по достижении потенциалом Уээ нулевого значения. Тогда отпи- рается транзистор Т, и происходит обратное опрокидывание схемы.
Кривая Уэз пересекает ось времени весьма круто, так что момент переброса хорошо фиксирован. В момент обратного опрокидывания при ( = Т, напряжение (1ьт (Тг) О. Ток 1м не- л много уменьшается по мере разряда конденсатора С„к к~"'1 бт Ркт стремясь к установившемуся значению Е,д,т.
ПосколькУ экт (1 г(Тг) О, ток 1„г в конце 1 первого полупериода будет равен Ек (дэт + Рт), т. е. 1Р1 уменьшится за время Тт на ~так1 величину Е„нт. Ток 1щ зна- С,Р, чительно уменьшается по мех ре заряда конденсатора С, стремясь к установившемуся эРка к значению Е„йз; последнее ьй должно быть достаточным и г дРка т для того, чтобы сохранилась насыщение. Заряд конденсатора С, происходит с посто- фка 1 Ф янной времени Сэ)т'„э и обычно заканчивается задолго до мет г Р а а С Р а кг е конца полупериода. Потенциап (1„„ равный напряже- С1Р1 нию на конденсаторе С„ 1 спадает зкспаиенциально до ~ и(-(Ек+Хкрй~Я установившейся величины Еа = — 1койкз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
