Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 128
Текст из файла (страница 128)
Се =- пеС. + (! + пе) Сх. (20-32) В общем случае к этой емкости следует добавить пересчитанную емкость нагрузки. Начальный ток /и, определяемый формулой (20-31), вызывает заряд емкости Са и соответственно повышение коллектсрного напряжения. Величина (/с, = И/„ найдется из операторного изображения 1 з(' 1/~н Ли„ (з) = /, (з) ьСа 1 а/(, + 1 зСа лС, л Емкость С„, изи видно из схемы нз рис. Ю-1, и, находится пад нзпряженяем (/„— (/з == С я + иа(/, (если считать С= ~1.
Отсищз в формуле (20-321 пошляется множитель (! ф вак Это изображение легко приводится к следующему простейшему виду: 1 + эт + 5Ч.С (20-33) где т, = ЫК; — постоянная времени выброса. Переходная функция в зависимости от соотношения параметров может иметь апернодический илн колебательный характер. Колебательный режим нежелателен, так как положительные выбросы, трансформируясь в базову1о цепь в виде отрицательных импульсов, могут вызвать преждевременное отпирание транзистора и тем самым изменение рабочей частоты. В ждущем блокинг-генераторе положительные выбросы могут вызвать срабатывание схемы в отсутствие очередного сигнала.
Учитывая сказанное, рассмотрим только апериодический режим и прежде всего найдем критерий такого режима. Для этого приравняем нулю дискриминаит знаменателя в формуле (20-33). Отсюда получим обычное условие критического режима в колебательном контуре: (20-34) Условием апериодического режима будет неравенство ~l — ) 2)г„. (20-35) Иl„(а) = (,Рн, ' „° ~1+ э — ~) 2 ) Оригиналом такого изображения будет функция м~ п(l„(() = 21„И„~ — е 21 тв / Легко убедиться, что эта функция имеет максимальное значение, которое с учетом (20-3!) равно: И/ =- ) (( ж075Š—" 2 Т„ (20-30) Эта условие накладывает ограничение на значение приведеяной нагрузки н, в частности, делает невозможнь1м режим холостого хода Оценим величину и длительность отрицательного выброса ь критическом режиме.
Заменив в изображении (20-33) коэффициент ЕС„на Ф4 (согласно (20-34)), получим: й[аксимум имеет место в момент гв а м — '2 2(( (2аЗ7) Пусть, например, Е = 2мГ; 1(„' = 1 кОм и 1н = 10 ый; тогда 1 = 1 мкс и Ь((„=7,5 В Как видим, выброс имеет значительную величину; при других параметрах схемы он может быть еще больше. Длительность выброса, учитывая его экспонеициальиый спад, моткно условно оценить временем („= 2,5т„ которому соответствует спад выброса примерно до 3»4 максимального значения (20-36). При использованных вылив параметрах получим (, = 5 мкс.
В случае апериоднческого режима выражения дли величин Ь((ка«и Гм получаипся громоздкими [1701. Лналиа нх приводит к выводу, что в «нделльвомт апериоднчсском режиме [когда неравенство (20-33) выполняется очень сильно) амплитуда выброса превьппает величину (20.30) примерно нв 30"й, момент максимума ( = О, т. е.
почти совпадает с моментом окончания заднего фронта, а длительность выброса сссгавлиет (3) 4) т„. Отрицательный выброс в коллекторной цепи трансформируется в базовую цепь в виде п о л о ж н т е л ь н о г о импульса При этом напряжение между коллектором и базой превышает значение — Е: и„б „,„, =-(Е„+ ()и„.) (1+,). (20-39) Разумеется, значение 0„» „, должно быть меньше допустимого напряжения, определяемого пробоем коллекторного перехода. Напряжение между эмитгером н базой в момент максимального выброса равно: ~'аб. а«««лб (Еа+ ~КО).
(20-40) Это значение также не должно превышать допустимого напряжения, что практически нельзя обеспечить в случае дрейфовых транзисторов, у которых пробивное напряжение эмиттер — база обычно лежит в пределах 1 — 2 В. Например, в приведенном ранее расчете получилось гас(„= 7,5 В. Значит, при Е„= 1О В и пб = = 0,2 имеем (/,» „,„, — — — 4 В, что превышает напряжение пробоя для многих транзисторов. Если в цепь базы включен защитный диод (см. рис.
15-22), то такое перенапряжение несущественно. Если же диода нет или если выброс в о о б щ е нежелателен, то ьоллекторную обмотку трансформатора шунтируют диодом или цепочкой диод — резистор. При обратной (по сравнению с этапом формирования вершины) полярности напряжения на коллекторной обмотке диод проводит и результирующим нагрузочным сопротивлением в формуле (20-Щ будет [с„' [[ Й„ ~ Й ° Глава дваэрранрь нервам ГКЯВРА)О1Р1 1 ПЯЛООБРАВЯОГО ЯАП)РОВ ВИЯ 21-1. ВВЕДЕНИЕ Пилообразным напряжением называют одиночные или периодические импульсы такой формы, как показано на рнс.
21-1. Поскольку пилообразное напряжение широко используется в электронных осциллоскопах для линейной развертки луча, генераторы пилообразного напряжения называют иногда ггнералюрами разведя рпе, хотя этот термин ве отражает их гораздо более широкого применения.
Из области разверток заимствованы названия двух основных частей пилообразного импульса: прялюй хпд (главный, почти линейный ' ™ участок Т„р) и обратный ход (сравни- ! тельно короткий участок Т„„форма ', ц которого обычно несугр ественйа). Вще п) ' ьв ' один термин — генераторы ли- 2 нгйно излгняющегося напрязггнил (ГЛИН) — правильно отрзжаст ос- , '~ 'У ц„ ионную тенденцию при разработке ) ~ цг~ таких схем (линейность прямого хо- 1 да), ио ие характеризует форму кривой в целом. Поэтому в дальнейшем,', йн ПРИМЕМ ПЕРВЫЙ ИЗ ПЕРСЧИСЛЕННЫХ тЕР- ае 1 -р р. - р-- ' а — ~ —.рнапряжения (ГПН). 6г~ Из рис.
21-1 видно, что пилообразное напряжение может быть поло- , , цм 1 жительиым или отрицательным, а также нпРпс юЩи или с адаюЩьи Рис. 21-!. Формы пнл бразпоПосзедние два варианта различаются ра ррапппжеппп. соотношением м о д у л е й начального и конечного напряжений пряьюго хода: неравенство ! Ив ! ) ! Ут ! характеризует нарастающее пилообразное напряженве (рис.
21-1, а, б), а неравенство ! О, ! ( ! ср',! — спадающее пилообразное напряжение (рис. 21-1,в, г). Вообще говоря, пилсюбразные импульсы можно получить с помощью любого релаксатора: мультивибратора, одновибратора или блокинг-генератора. Для этого достаточно снимать выходное напряжение с времязадающего конденсатора (см. рис. 18-5, 19-2 и 20-4). Однако такой способ встречает два затруднения. Во-первых, время- задающая емкость, как правило, не имеет заземленной точки (исключение составляют схема на рис. 18-7 и ее аналоги). Во-вторых, и это главное, простейшие релаксаторы не обеспечивают необходимой линейности прямого хода, Поэтому ГПН составляют особый класс импульсных устройств и заслуживают специального рассмотрения.
2Г-2. ОБЩАЯ ХАРАКХЕРИСтИКА И КЯАООИФикАИЯЯ (21-1) если учесть, что идеальная линейность функции и, (1) означает условие и,' = сопз1. С этой точки зрения удобно оценивать линейность напряжения и, либо относительной р аз но стью с к ор о ст е й з а р я д а в начале и конце прямого хода о; (о) — о;(т„,) 0; (0) (21-2а) либо (если С = сопз1) относительной р а з н о с т ь ю з а р я дных токов: гс (о) гс (тпр) а= (21-2б) Величину а называют коэффициентом нелинейности пилообразного напряжения. Поскольку в реальных ГПН коэффициент нелинейности ие превышает 5 — 10%, можно считать скорость заряда практически постоянной; 1/; и ~ ир (21-За) где — амплитуда пилообразного напряжения.
При расчете ГПН задаются двумя из трех величин, входящих в соотношение (21-За). Необходимые значения зарядного тока и емкости рабочего конденсатора определяют нз соотношения (1; ~м 1,/С. (21-Зб) Величину (21-4) где Š— напряжение питания, называют коэффипиенпюм использования напряжения латания. Отношение $/а, которое характеризует совокупность обоих главных параметров, можно назвать добротностью ГПН: Параметры генераторов. Общий анализ проведем примени. тельно к генераторам положительного нарастающего напряжения.
В основе всех реальных ГПН лежит заряд конденсатора постоянным током. Требование постоянства зарядного тока очевидгю нз выражения Очевидно, что качество ГПН в нелом тем выше, чем больше его добротность. Скелетиая схема и режимы работы. Методы построения линейных ГПН удобно рассмотреть с помощью общей скелетной схемы, показанной на рис. 21-2, Здесь Š— источник питания; 3 — зарядный элемент, обеспечивающий заряд конденсатора С в интервале 7'„„; Р— разрядный элемент, обеспечивающий заряд конденсатора С в интервале Т,б, и запертый в и1ггервале Тп„; Π— нагрузка (или чаще некоторый буферный элемент) с сопротивлением 17п.
В идеальном случае, когда отсутствуют ток нагрузки 1„и ток в запертом разрядном элементе 1р, имеют место соотношения 1,„„=- сплошные стрелки на рис. 21-2) и. В реальных схемах токи 1„и 1р неизбежны (см. пунктирные стрелки) и потому 1,„= 1«р — (1„+ 1,); (21-ба) 1,пир=.(1,бр — 1пр)+1п. (21-66) Рис. 21-2. Общзя скелетпзя схеме генерзторз нзрзстзющего положи- тельного напряжения.
Как правило, и разрядный элемент, и нагрузка представляют собой транзисторы нли транзисторные схемы, токи которых можно представить в первом приближении как сумму постоянной составляющей и составляющей, пропорпиональиой напряжению (см. (2-60)): 1« 1«е+ мс/1'и (21-7а) (р=1„+и,Я. (21-76» В частных случаях одной из этих составляющих можно пренебрегать (например, в случае кремниевых транзисторов — токами 1,» или 1р,). Сумму обоих токов запишем в виде' 1,„= 1„+ 1,= 1.з+..1»7., (21-7в) где 1 = 1пв + 1,з; Я„= 17, )1 17 Индекс «ш» соответствует шунтирующей роли элементов Р и )т' по отношенито к С. Из выражения (21-66) очевидно, что обратный ход имеет место только пРи Условии 1,бр > 1пр н что он 6Удет коРоче пРЯмого хода, если 1,бр > 21пр (токамй 1„и 1р пРенебРегаем).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
