Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 131
Текст из файла (страница 131)
В таком режиме дифференциальное сопротивление Ц = г„, а эквивглентная э. д. с. Е, = 1„р(сг = („г„. Учитывая зависимость (4-24), приходим к выиоду, что э. д. с. Е, не зависит от тока, г является функцией только физических параметров бгзы и коллекторного напряжения (для ступенчатого перехода Е, )/ 0„) е. Справочные данные поиаэывают, что меломощным низкочастотным траиэистоРам свойственны (пРи (/д = 5 В1энэчеаиа 1„г„ = 300-!-000 В„ амаломсднным ьысокочастатным — от 1000 до 2000 В и более г. Таким образам„ГПН данного типа могут обеспечить коэффициенты нелинейности 1 — бМ даже прн таких сравнительно больших амплитудах, как (Г„, = 1Π—:20 В (а эпгх опенках не учнтывакггся щунтирующие доки1. Что касается максимального эначення (Ггя, то опо определяется напряжением С/кэ.доя и может составить 40 — 60 В и больше.
Сопротивление г„играет важнуго роль не только кгк составляющая э. д. с. Еь но также и как составлявшая фактора Омя в выражении (21-1За) ее. При токе 1 мА значение г„обычно лежит в пределах 0,5 — 2 МОм, Таксщ же и даже меньшее значение часто имеет сопротивление Р„; тогда бмл-- 1 и ьюжет существенно влиять на коэффициент нелинейности. Напомним также, что г„зависит от температуры (рис. 4-20), поэтому коэффициент е оказывается нестабильным, * Последнее обстоятельство означает, что при расчете коэффипиеита нелинейности нужно испольэовать величину Ег= 1,г,, саответщвуюеуго м н н и м э л ьн ам у напряжению (Гд.
Последние пяфры харакгерны также для некогорых яиакочастотных транаясторов с р е д н е й мощности, например, ! 7403 с доиусгииыи иа.гряжением до 100 В и доками до 1 А. ' ь Фактор 0„„ с учетам (21 14) не эавнснт щ г . Соответственно /1/зр А/««Аб — — — (й)-81) /пз /н« Ь Так, если А6 = — 6, то А/„в//е «в 1/р, т. е. может составлять 2 — Ьею Рис. 21-/. Генератор с параметри- ческим стабилизатором тока. При небольших значениях /т, и особенно для германиевых транзисторов (в широкол«дкапазоне температур) относительная нестабильность тока прямого хода достигает !Овв н более, что является серьезным недостатком данного типа ГПН.
21ли Геяердторы со следящей сиязыО Этот вариант ГПН имеет две разновидности, различающиеся типом следящего элемента. Первая разновидность характеризущся 1вм, что следящая связь осущесгвляется непосредственно по н а яр я ж е н и ю И/,; при этом компенсирующее напряжение /гЬ(/, )лизке к Л(/, и, значит, следящий элемент должен быть повторитечем (рис.
2!-8, а) '. Вторая разновидность характеризуется тем, (то следящая связь осуществляется по р а з н о с т и н а и р аж е н и й И/, — нИ/„;, прн этом компенсирующее напряжение )И/, много больше этой разности и, значит, следящий элемент ' Отсюда распространенные в литературе названия «ГПН с компенсирующей ь л. с.з и «ГПН с повгоригелемж Еюе один термин — «ГПН с положительной об. /атиой связа⫠— представляется неточным. 1(ля того чтобы избежать обоих осложнений, следует выбирали дог/наточив большое значение рабочего люка, при котором значение г, удовлетворяет условию дмп = г«/Кю ~!. На рис 2!-7 показана схема ГПН с параметрическим стабилизатором тока (транзистор Т,). Легко замет.ить, что в схеме генерируется отрицательное спадающее напряжение. Ток 1«о а вместе с ним и разрядный ток /пя = 1„, задаются цепочкой Е,„К,.
Зарядным элементом служит ключ на транзисторе Т„управляемый ввеки ним сигналом (постороннее возбуждение). На примере данной реальной схемы можно показать причины н степень нес та б н л ь и ос т и тока прямого хода. Йля зтого воспользтемся выраже. няеи (6-8) при условии ()ув л 1, характерном для включения ОБ (см. 6 6лй).
Тогда Е 1+1т Ь /' Для кремниеиого транзистора (/«« — 6) при достаточно большом значении П /г« нестабильность тока будет определятьсн изменениями коэффициента р: должен быть усилителем (рис. 21-8, б) '. Соответственно первую разновидность назовем ГПН с и о в т о р и т е л ь н о й следящей связью, а вторую разновидность — ГПН с у с и л н т ел ь н о й следящей связью. Рассмотрим отдельно особенности каждой разновидности. Генераторы с повторительной связью.
Типичный пример такого ГПН показан на рис. 21-9 вместе с вре>леннймн диаграммами. В схеме генерируется отрицательное нарастающее напряжение. Транзистор уь играющий роль управляемого ключа (режим постороннего возбуждения), нормально открыт н насыщен. При этом в цепи ń— Д— — )т — Т, протекает ток ! (О) = Ек7(Е, + )7+ 7!„), (21-32) + ~~+ х где )7„ — сопротивление 'т7н~ 11 + дььт диода д постоянному то- ку.
На время прямого е! 4! хода транзистор >т запнРнс 21-8. скелетные схемы генераторов с Ра тся н ток ! (0) протекапоаторнтельной (а) н усилительной (б) еле- ет через конденсатор С, дашей связью. заря>хая его. Соответст- венно растет напряжение (/„ Эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Т„ почти полностью передает приращение Ь(7, через большую емкость Се в точку а, где оно складывается с начальным напря>пением Сл (0) = Е„ — ! (0) Е,. Таким образом, работа генератора отв чает скелетной схеме на рис.
2!-8, а, если положить 1 = ! (О)1 Е = (7, (О); (7» = ! (О) (7„и й = К, где К вЂ” коэффициент передачи повторителя. Параметры ГПН е и 6 можно рассчитать по общим формулам (21-!7) н (21-18). Остановимся на некоторых особеннссгях схемы, ко»орые следует нмегь в виду прн ее разработке. Роль нагрузки в данном случае нгрзет входное сопротнвленне повторителя.
Согласно (9-1б) 1(»х ( +К)("й1»(~ «) (21-зо> Следовательно, прн условии Р„ ~ г,",11 Я влиянием истинной нагрузки Ра яа козффнцнент нелинейности можно пренебречь. Следует, однако, иметь в виду, что в начале прямого хода, когда диод д еще ве заперт з, зквнвалентное сопротивление 1« )й„может быть гораздо меньше, чем >>я. х )(ля втой рззнавндностн, включающей в себя фантастроны, часто прнме. няют терман «ГГ)Н с емкостной обратной связькн, весьма неудачный с точи. аре. ння класснфнкацнн. » Запнрание анода происходит прн услоени Ьуп = Г>«.
учитывая соотношь ння Ь(> = — >(И/, н дг = д(/,/1>'„, легко записать ннтервал времени, по истечении которого диод будет заперт: г> о ди,' и В этом интервале времени входное сопротивление повторителя будет существенно зависеть от Лд, увеличиваясь па мере запнранпя диода. Иетолы повышения входного сопротивления путем непользования слшкных повторителей рассмотрены в 4 9-4. Величина коэффнпнента нелинейносга заввсит помимо Й „ от начального тока базы /аа (0), когорый играет роль тока 1 в общей теории ГПН (см.
(21-7а)1. О)ычно выбирают ток базы из условия (аа (О) 'ъ („а, обеспечивающего стабильный рыкам повторителя т. Тогда начальаый змиггернйй ток должен иметь значение („(о)=П+Р) („(од В отсутствие дополниэельного источника питания +Е, ток Еы (0) трудно, а чаше всего невозможно абеспечитгь поскольку потенциал эмиттера в этом случае равен нулю, а начальный потенциал базы (/а, (О) часто составляет дали вольта. Рис.
21-9. Генератор с повтарительной следящей связью. а — прниаапаальная схеыа; а — еремеваыс диаграммы. При наличии дополнителыюго источника +Е, с достаточно болыпим ьщпря>кеннем (несколько вольт) ток (ат(0) практическй равен Е,()1„ так как потенциал эмиттера ненамного отличается от ()аз(О). Следовательно, необходимый тох (, (О) можно задать, используя сравнительно большое сопротивление )га, что обеспечивает стабильность повторителя и его высокое входное сопротивление. Амплитуда выходного напряжения ()ю ограничена условием (Газ = (Г ( < Е„с тем„чтобы коллекторвый переход транзистора Та работал с обратным смешением.
Поэтому (/,щ„, = Е„и Вы „,„, = ń— Р ы Если ()г ~ Е„, как обычно бывает, то (1 „„„., = е„и коэффициент использования а согласна (21-4) близок к единице. Емкость С, несколько разряжается за время прямого хода. Поскольку при запертом диоде Д через конденсаторы Са и С протекает один и тот же ток, прирагдение заряда на ннх также будет ' Конечно, под /а„понныаегси и о л в ы й обратный ток коллектора, включая ток термогенерапин и ток утечек.
одияаково, а следовательно, приращения напряжений будут обратно пропорциональны емкостям: ЛУс, — К,. (21-34) с Таким образом, в момент 7'„р компенсирующее напряжение ЛУ будет иметь значение К~/ — Л Бс, вместо КП, а это равносильно уменьшению коэффициента передачи повторителя К (см. пунктирные кривые на рис. 21-9, б): Ли,, С К' =К вЂ” са К (21-3б) и с,' Кзк видим, емкость Се непосредственно влияет на д е й ств у ю щ н й коэффициент передачи К', а через него на линейность а) +Еат Рнс.
21-10. Вариант генератора с повторитеаьыоа снадапгей связью. а врввниннаааная наема; б — араменнйа анаграммы. пилообразной кривой согласно (21-17). Очевидно, что с точки зрения линейности необходимо достаточно сильно выполнить неравенство Са ~ С. Однако большое значение С, приводит к отрицательным последствиям: затягивается процесс восстановления в конце обратного хода. В самом деле, когда диод Д снова откроется, конденсатор Се должен будет дозарядиться на величину ЛУс. через 1т, и выходное сопротивление повторителя.
Постоянная времени «дозаряжения» пропорциональна емкости Са и может значительно превышать постоянную времени СР,„, с которой разряжается рабочий конденсатор. Наиболее радикальным способом уменыиить В самом деле, в исходном состоянии имеем: и. (0)=-и„(0)+и,=и,+и„. Во время прямого хода потенгтиал иы, а вместе с ним и потенциал и возрастают на величину Ки — и .
Следователи|о, ич (Т„р) и, + и, +ичь Разность потенциалов ń— и и интервале Т„„уменьшается, а значит, уменьшается ток 1, поскольку ток 1„остается неизменным. В конце прямого хода ток 1д не должен быть меньше 1д „„„— мивнмального рабочего тока ста. билитроиа (см 3 3-3). Учитывая это ограйичеипе, можно записать напряжение питания в виде Е„=и,+и,+и +()м „+1„р)1(ы (21-36) подставляя Ед в (20-4), получаем козбфициент использования наоряиения пи. танка: (21-37) =и +и,+(1,+()„,м, В)„р)Е; Сумма последних двух слагаемых в знаменателе обычно сравнима с амплитудна йм или даме превышает ее.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
