Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 44
Текст из файла (страница 44)
222 Рис 6.»В. Задание режима раоотм генератора тока с конеивио диода (а» и ста- Оилиероиа !о» Таким образом, проблема выполнения источника тока иа биполярном транзисторе сводится к проблеме задания его постоянного базового тока (ва. Из входной характеристики биполярного транзистора следует, что стабилизация базового тона означает стабилизацию эмиттерного напряжения Раз. Следовательно, если эмиттерный переход биполярного транзистора шунтировать элементом, напряжение на котором не зависит от изменения внешних условий, базовый и, следовательно, коллекторный токи будут оставаться практически постояннымн.
В качестве такого элемента может быть использован резнстивный делитель. Однако, так как в процессе работы любой схемы ее напряжение питания не остается постоянным. лучшие результаты могуг быть получены при использовании р-и-переходов, работающих на участках прямого смещения нлн обратного пробоя. На рис. 6.19,а приведена простейшая схема источника тока, в которой для стабилизации эмнттерного напряжения транзистора УТ использован диод УР, смещенный в прямом направлении.
Ток диода задается резистором )г,„. Полагая, что ВАХ диода и входкая характеристика транзистора одинаковы, напряжение на диоде н. следовательно, на эмнттерном переходе транзистора может быть определено с использованием кусочно-линейной аппроксимации его ВАХ (4.!) Цд = Цвэ= ~/де+(Ц„-. Цде)г /21Я,„+г;/2). (6.4!) Используя (6.4!) н для коллекторного тока транзистора можно записать следующее выражение: гк Фмэ (гга (!да)»2(ос + г !2) (6.42) Данная схема, несмотря на простоту, кроме всего прочего обеспечивает получение достаточно хорошей температурной стабильности.
Это объясняется тем, что температурные изменения напряже- зйз ння зынттерного перехода компенсируются соответствующими нзыененняын напряження днода. Повысить стабнльность выходного тока в рассматриваемой схеме можно прн введении в нее цепи ООС. Схема нсточннка тока с цепью последовательной ООС по выходному току приведена на рнс.
6.19, б. Следует отметить, что введение зм~ттерного резистора )г, требует увелнчення напряжения на базе транзистора. Поэтому в этом случае в качестве псточннка постоянного напряженна удобнее использовать стабилнтрон. Выходной ток источника определяется следующны выражением: /гс=уьо=((уд — Пвз)3~1зЯймэ+1)Р, (6.43) Оценить стабильность тока рассматриваемой схемы прн изме- ненни внешннх условий эксплуатации (напрнмер, температуры) можно с помощью методики, приведенной ранее в $6.!.6. Прн этом дополнительно следует учесть температурную завнснмость напря.
жения стабнлнтрока. Для получення хорошей температурной стабильности необходнмо, чтобы ТКН стабилнтрона компенсировал температурные изменения параметров транзистора. В протнвном случае в схему необходимо вводить дополннтельные элементы терыокоыпенсацин, как это было показано в ф 6Л.4. Следует отметить, что если в качестве элемента, задающего эннттерное напряжение транзнстора, использовать нсточннк изменяющегося напряжения, то на тех же принципах возможна разработка управляемых нсточннков тока.
Прнмер В.а. Определять пределы пэменення сопротнеленпя нагрузка н макса. мальное относнтельное изменение еыкодного тока источнэка тока, аыполненного пэ транзисторе 27201А,для которого Лттз -3 1О-' Снм; 0ь 15 В; Ьмэ 20; 1 °, 5мА. Р е щ е н н е. Рассматриваемый случай соответствует слеме генератора тока, прнаеденной на рнс. 5.18,а. !. Определпм требуемый ток базы транзнстора 1п 1к1йэ1з 5125=0 25 мА. 2. Допустимый днапазон яэмененна напряженая нагрузки О"к11 <11э — ггвз* где 11 вз — напряженке эмнттерного перехода тракзнстора, соответствующее току 1з 0,25 мА.
Принимаем 0пэ — — 0,7 В, тогда Ок11,Н;15 — 0,7 14,3 В. 3, Найдем допустимый днапаэон нэмененпя сопротпнлення нагрузка й„ы-и.,11 „-14,375-2,35ко»; Щй,м2,85 кОм. 4. Определнм нэменеиня выходного тока транзнстора в найден>к>м днапвы>- не нзменекня сопротнвлення нагрузки Ь/ьк> ЬУьч~дзээ 14.3 3 1О> з 429 10"е А. 5 Полное относптельное измененне выходного тока транзнсгора б/ и* (Ь/ему//вью) 1005!> (42,9 10" е/5 1О э) 100 0,858>)г. Врнмер 6,9. Определять нзмененне выходного тока схемы на ряс. 6,19,б ерч хэмененнн температуры окружающей средм от — 60 до +60'С прн следую- и>нх условнях: У,-20 В; )/Т.--К7312А; йыв 30; Удэя 065; ге ОЛ кОм; Наг>э/дТ, 'С=028'С->> дУвв/дТ, 'С 2 10-' В/'С;В.
075 КОМ>/7. -27 «ОМ; »/)-КС182)К; У,ы=82 В; г,„=40 Ом> ТКН=8 10-т г(>/'С. Р е ш е н и е. 1, Приведем входную цепь схемы генератора тока на рнс 6.!96 к виду основной расчетной схемы не рнс. 6.1а, /7 .-.../7../(г.,+/7,.) -40 27ООН40+2700) 39,4 Ом> Ук — Усю-(Ус,е-Упве) /, 20 — 8,2 — (8,2-0, ) /7, 2,7 сг— /Ссч+г>т+/7гчгсг/(Ьт>э/!э+>е) 2,74004+27 004/(30 075+0,1) =3,97 мА; Уы, У,,е+/,ы„8,2+397.10 э.40 8,36 В. 2 Определнм входное сопротналенне транзястора г +йг>э/7 100+30 750=-22,5 кОм. 3. Еээовый ток транэнстора /в=(Уэо — Упэе)/!/Гчк+/Сф ° ) =-(836 — 065)/(226.10'+394) 0342 мА, 4.
Коллекторный ток транзистора /к /в йт>э --0343 30 10,26 мА. 5. Накдем температурные иэыенення напряжений ЬУвп н *У„е, в также коэффннкента передзчк транзистора по току Ьйх> . За расчетную точку примем эначенне температуры Т 0'С. В этом случае нэнюкн>ня параметров схемы нрн увелнченнн н уменьшеннн температуры будут однкаковы по аелкчнне, но нметь различный знак: ЬУпэ (дУвв~дТ С)ЬТ=2 10-' 60 О,!2-В; ЬУ,~ (У,юТКНЛОО)ЬТ (82 8 1О-г/100) 60 0394 В.
Ьязгэ - (бйз!э /с)Т, 'С)ЬТ.=028 60- !68 О. Козффнцяент нестабнльностн схемы согласно выражению (6,19) развя Азгэ(/)з+/!ь) 30(39,4+ТИХ, г - . !02. /74+(1+А э)/7э 39 4+(!+30) 750 7. Найдем абсолютное температурное нзменеяне тока кодяекторв транзнсторп. Согласно (6.!9), а также учнтмвая, что ЬУз ЬУвв+ЙУ>о получим 225 1 аде~э а(Уаэ+АУю'1 116,8 0,12~0.394~ 31хл=31~ — гвп+ 11-1.02 ~ — 0,343 10-'+ —.) ~ Аз~э В л Яэл йэ ~ ), 30 39 4+230 ~ 0,36 мд. П р н меч а я н'е.
Температурные нзмененпя Ь()вэ и а(г~~ ямеют разлнчныа з~ак. так как, яапрнмер, с повмшеннем температуры напряжен»е эмкггерного перехода снижается, а напраженне стабнлнгрона растет. Однако оба этих нзмезення способствуют увелпченню коллекторпого тока транзнстора н поэтому а выраженнн (619) должны суммнроваться. 3. Относктельное температурное нзмененяе тока коллекторе Оук ~ (3)ка(1кл) 100 ей (ОДО)10 26) 160 8 33 %.
61к ~3 38 % бд.2. ИСТОЧНИКИ ТОКА НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ Учитывая, что выходные характеристики полевого транзистора и аналогичные характеристики биполярного транзистора почти идентичны„с использованием описанных выше методик можно разрабатывать источники тока и на этом типе прибора. При этом стабилизаиия тока стока в некотором диапазоне изменения сопротивления нагрузки возможна при работе полевого транзистора в насыщенном режиме. Анализ передаточных характеристик различных типов полевых транзисторов показывает, что прн использовании МДП-траизн.
стора источники тока можно выполнять по схемам, аналогичным показанным иа рис. 6.19. Прн использовании полевых транзисторов с управляющим р-и-переходом схемы источников тока могут быть упрощены. Связано это с тем, что этот тнп транзистора работает при полярности напряжения затвора, противоположной полярности напряжения стока. Поэтому простейший источник тока на этом типе транзистора может быть получен при закорачивании выводов затвора н истока (рис. 6.20,а). При этом, поскольку напряжение между зал 1е иае ггле,„ф лг Ряс. 6,20. Схема генератора тока на полевом транэнсгоре с упрааляюшнм р.л- переходом (п1 н граФическое задакне режима его работы (б1 226 гатвором и истоком будет зафиксировано на нулевом уроинг.
~ гока будет равен своему максимальному значению (рис, В,Э1. г 1 ! „„, Стабильность полученного тока полностью определиетси бильностью характеристик транзистора. Уменьшить выходной ток такого источника можно введением и истоковую цепь транзистора дополнительного резистора Й. (нп рис. 6.20,а показан штрнховон лкнней). При заданном выходном гоке сопротивление резистора Я„может быть определено с нсполь.
юваннем следующей методики: по передаточной характеристике полевого транзистора для заданного выходного тока !с-л определяют соответствующее ему напряжение затвор — исток (7 зи ' необходимое сопротивление нстокового резистора определяется либо графически по наклону нагрузочной прямой, проведенной через начало координат н точку передаточной характеристики транзистора с координатами (7зн и ус„„, либо с использованием выражения 1с. Узи //с з х.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
