Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы (1988) (1095417), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Таким образом, на частоте ! кГц динамическкй выходной импеданс равен /35 мОм = = /35 мкВ/мА по сравнению с низкочастотным значением 3,5 мОм. При 10 кГц выходной импеданс увеличивается до +/0,35 Ом, а при 100 кГц приблизительно равен +/3,5 Ом. Эквивалентную схему источника напряжения на этих частотах можно представить как источник напряжения постоянного тока )вз с ггоследо. нательным сопротивлением 3,5 мОм и индуктпвностью 5,6 мк! н.
3.2.3. Улгеньшение потребляемой лггггггноегпи (линейная сига. билизаг(гся). Источник напряжения должен иметь очень низкий динамический выходной импеданс, чтобы выходное напряжение очень мало изменялось при изменении выходного тока. Жела. тельно также, чтобы у источников или стабилизаторов напряже. ния выходное напряжение как можно меньше зависело от напряжения питания. На рнс. 3.30 приведен простой пример схезгы~ обладающей такими свойствами.
В этой схеме стабилитрон сме щен источником тока. Характеристики стабилитрона таковы что когда он смещен в область пробоя после перегиба кривой, па денне напряжения на нем почти (но все же не полностью) не за тееточники ]и]етояннаго тока, напря]сенин и опорного наири]кения ]99 „спт от протекаюшего через него тока. Изменение падения на. прял!сипя на стабилптрон"., деленное на изменение тока, называе.
е полным сопротивлением в области лавинного пробоя, определено формулой Еи = г!'т',1с!1к где !гк — напряжение на стабилнтроне и 1и — ток через стабплитрон. Типичные значения 7и л,кат в диапазоне от нескольких омов до нескольких десятков омов. че чо Рис. 3.30. Источник напряжения с подачей смещении через источник тока дяя ослабленна влииннн напряжения питания. В схеме рис.
3.30 изменение напряжения питания с!!га„рр! вызовет небольшое изменение тока чеРез источник тока е!1оа = = йот!Р,„рр], где до — динамическая выходная проводимость источника тока. Это приведет к изменению тока через стабнлитроп с!1л = Но, что в свою очередь изменит падение напряжения на стабилнтРоне на 4)ги —— Лис!1к = Лкг)!о = оазис!!г„„рр!. Отношение изменения напряжения на стабилитроне и, следовательно, выходного напряжения !го, к изменени]о напряжения питания записывается следующим образом: г!" сараи]>р! = е!) г1т!Раирр! Ко3к (3.83) для примера возьмем Ек = 10 Ом н до = !00 нСм, откуда ~ио1ор„ пряжения о1 т-рр! = !00 нСм 10 Ом = 1 10 '. Итак, изменение на- Р ]ия пнтаняя на 1 В изменяет выходное напряжение всего лишь на ! мкВ.
3,2.4. 4 Источник напряжения, использующий напряжение Увя ак опорною На рис. 3.3! показан источник напряжения, в котокак оно ]! ром падение напряжения между базой и змиттером использовано Рное. Если предположить, что базовый ток мал, то выход» Глава а нос напряжение будет связано с напряжением транзистора как в простом делителе напряжения /т', и 1(„соотношение л [' ВВ/[' 0 Ра/(Йт + Йа) откуда "о = )гве (/чт + /Се)//ч>а = 1 вв (1 + )т>т//та) (3.8ч) Динамическое выходное сопротивление можно определить, считая, что выходное напряжение [го изменяется на Лго и находя соответствующее изменение тока /о. Отношение Н'о к с[/о даст Рнс. З.З!.
Источннк напря>аеннн, нспольау>ощнй [гае а качестве опорного напряженна. Ы1о/г/1о —— го — динамическое выходное сопротивление. Для простоты по-прежнему базовый ток считаем малым, Изменение выходного напряжения Л'о изменит ток через Н, + Йа на д['о/(/т', + /те). Это изменение тока в свою очередь вызовет приращение напряжения транзистора 1'ВВ на с()' В = = И[го/Я> + г[а) ! /т„которое вызовет изменение тока, протекающего через транзистор, на Нс = д Лгвв = [д„Яа/(/т', + + /са) ! Л'о.
Полное изменение выходного тока складывается из приращений тока через /ст + Йа и тока транзистора, откуда имеем можем записать го в виде го () о/[ Ве) Ю(1 + Йе>Ю (3.88) Следовательно, динамическое выходное сопротивление равно го = г()го/с(/о = Ят + йа)/(1 + и /~>~). (3 88) Поскольку )го/)гве = яа + >та)~/гса (3,87) петачники паетаяннаго така, напряжения и апарнаее напряжения е01 Е ли атЬе )) 1, что обычно имеет место, можно записать го ( е О/)' Вв) (1/кп1) ()ГО/1 вл) Яг//с) (3 89) Если, например, /с = 1,0 мА и )го 1 0 В, а (гва — — 650 мВ, то получим га ж (1000 мВ/650 мВ) (25 мВ/1,О мА) = 38,5 Ом.
(3.90) Чтобы свести к минимуму влияние базового тока, следует получить ток через )7, и Йе по крайней мере в!О, а еще лучше в 20 раз б льше максимального ожидаемого базового тока. Для коэффициента усиления по току () = 50 (минимум) это означает, что ток через И, и )7, должен быть равен 20 (1,0 мА/50) = 0,4 мА. Поскольку $'а —— 1,0 В, имеем )7, + )7, = 1,0 В/0,4 мА = = 2,5 кОм. Для )с, имеем )7, = 650 мВ/0,4 мА 1,625 кОм и, таким образом, )7, = 2,5 кОм — 1,625 кОм = 875 Ом. Ток источника /ч должен быть таким, чтобы обеспечить необходимый ток через )7, + еч'„плюс ток коллектора транзистора и максимально требуемый ток нагрузки.
Если максимально требуемый ток нагрузки равен, например, 2,0 мА, ток источника должен быть равен 3,4 мА. Выходное напряжение этого источника практически не зависит от напряжения питания вследствие небольшой динамической проводимости источника тока.
Изменение питания д)г,„рр~ изменит ток источника на г)/ч —— чае()г„рро где да — динамическая выходная проводимость источника тока. Это изменение тока так же действУет на выходное напРЯжение )га, как Равное ему изменение тока /о. Следовательно, имеем еП/о = гае(/ч = = гокаЛ'енррп откуда в конечном итоге получаем Лгр/Лг,„ар, —— =- Кого Если, например, до —— 1,0 мкСм, то е/)го/д)г,„ры =. = 10 'мСм 39 Ом = 39 10 ' = 39 мкВ/В. Таким образом, йзменение напряжения питания на 1 В изменит выходное напряжение только на 39 мкВ. 3 3 Источники опорного напряжения, не зависящие от изменения температуры Т. емпературно независимый источник опорного напряжения— это электрическая схема, предназначенная для получения выходного нап , не з висящего от температуры ту ы т"чески невозможно достичь полной независимости от темпераУры особенно в широком температурном диапазоне.
нап яже Изменение выходного напряжения схемы источника опорного Р~жения с температурой называется температурным коэффи"иентом напряжения, или Т(гН: Т(к'Н „= е()/„,/е/Т пературный коэффициент выходного напряжения Кн явр — самая важная характеристика источника опорного 2О2 Гаааа а напряжения. В большинстве случаев желательно, чтобы опорно напряжение как можно меньше зависело от напряжения пита. ния; иными словами, чтобы было реализовано заметное умень. шение потребляемой мощности. Кроме того, желательно, чтобы выходное напряжение как можно меньше зависело от тока в на грузке, или выходного тока, т. е.
схема должна иметь низкий выходной импеданс. Во многих случаях схему источника опорча Рис. 3.32. Источник опор. ного наприжснни с тсмпсратурной компснса- ннсй. ного напряжения используют для подачи напряжения на источ. ник напряжения. Эту комбинацию, полезную для многих практических применений, называют стабилизатором напряжения. Стабилизатор напряжения, следовательно, сочетает низкий ТКН, низкий выходной импеданс (т. е, хорошую стабильность по нагрузке) и хорошее ослабление потребляемой мощности (т. е. хорошую линейную стабилизацию). Поскольку все электронные компоненты, используемые в схе. мах опорного напряжения, имеют некоторый ТКН, основные компоненты подбираются так, чтобы имели место компенсирующие эффекты, приводящие по крайней мере номинально к ТКН = () при данной температуре.
Пример схемы с такими компенсирую щими компонентами показан на рис. 3.32 с транзисторами Я, †(та в диодном включении. Ток от источника тока тч вызывает обратное смещение тока через Я„так что Ят работает как стабилитрон. Ветонники постоянного токо, нопряяеения и опорного нолряокения 203 Падение напряжения на Я, — это напряжение пробоя перехода межд ,кду эмиттером и базой, откуда ямеем Ра = В)'гво. Зто напря„, ние обычно составляет от 6 до 7 В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
