ivanov-ciganov2 (558065), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Через это сопротив- клонения выходных величин стабилизатора и абсолютные нестабильности. А средние значения напряжений и токов, необходимые как для расчета относительных нестабильностей, так и для определения рабочей точки нелинейного элемента, следует находить путем графических построений. В практике используют несколько схем линейного замещения транзисторов в зависимости от решаемой задачи. Иногда предпочитают схеме формальную систему уравнений, в которой транзистор как четырехполюсник представляют матрицей из четырех параметров.
Однако моделирующие схемы имеют бвлыпую наглядность, в процессе обучения удобнее пользоваться ими, а не формальными системами уравнений. Из ряда схем, моделирующих транзистор, отдается предпочтение так называемой схеме Джиаколетто 1рис. 10.5). Хотя ее использование в расчетах стабилизаторов и ие сопряжено с явными выгодами в виде простоты выкладок или простоты окончательных выражений, но ее выбор даст определенные преимущества. Во-первых, эта схема наиг ~КБ г более применима при анализе усили- У 14 тельных и ряда импульсных устройств, ~ с, у,яьг~э Ко ее изучение не явится дополнитель- ным; во-вторых, она лучше других э характеризует частотные свойства Рис. 10.5 транзистора в широкой области ча- стот, что важно для исследования устойчивости стабилизатора; и, в-третьих, от нее проще перейти к эквивалентной схеме транзистора, работающего в режиме переключения.
Величины сопротивлений, входящих в моделирующую схему транзистора, зарисят не только от положения рабочей точки на характеристиках транзистора, но в от температуры р-л-переходов. В этой связи следует различать параметры транзистора, полученные при постоянной температуре и при температуре, следующей за изменением рассеиваемой в транзисторе мощности. Как и в случае со стабилитроном, параметры, полученные при неизменной температуре, называют параметрами для переменного тока, а другие — параметрами для постоянного тока.
Температура р-л-переходов зависит как от, количества тепла, выделяющегося в транзисторе, так и от условий отвода тепла от транзистора. Основная тепловая мощность Рв = ГкК< ление проходи вся мощность Р„и, следовательно, разность. темпера- тур перехода 1, и корпуса сп определится из соотношения (1„— (п)/М,, „= Р„. (10.7) С корпуса транзистора часть тепловой мощности Р, (рис.
10.6) переходит в окружающую среду непосредственно, а часть Р— через радиатор. Для этих мощностей можем записать." Рп=Рп+Рр (Г» — (У К.к..+(1~ — (сУЯьп,р+Р~.р.с), (10 8) где г„г„с, — температуры перехода, корпуса и среды, а К, К., р, — тепловыс сопротивления корпус — среда, корпус— радиатор и радиатор †сре. Общее тепловое сопротивление переход †сре . Ре=Р,...+В,.,ж,,,+Я,.,ЯР,„.,+Рт„,+г„,).
(10З) Сопротивление корпус — радиатор может быть сделано достаточно малым с помощью прокладок из легко сминаемого металла или спе- циальных теплопроводящих смазок. Сопротивление радиатор †сре определяется площадью радиатора 8, состоянием поверхности радиатора и циркуля- . р. рт р' р р цией воздуха около него: г,.в. = 1АЯ (10.10) Р, В спокойном воздухе при нормальном давлении для черного ребристого радиатора из алюминии коэффициент теплоотдачи л, равен 0,8т10 Р Вт/смп. При большой поверхности радиатора Я,р, мало, и, поскольку И, „., ) И,,ср, общее тепловое сопротивление Ат = Рпп.п+Рт.п.р+Рт.р.с, Рас.
10.6 '(10.11) а температура перехода транзистора 1 1 +Р (Р +К р+К р (10.12) Включение нескольких транзисторов параллельно приводит к пропорциональному уменьшению сопротивлений переход — корпус и корпус — радиатор, что может существенно облегчить тепловой режим. Часто оказывается целесообразным применение большего числа транзисторов для уменьшения поверхности радиатора.
Наиболее напряженным является тепловой режим транзисторов силовой цепи, поэтому именно там и применяют параллельное включение транзисторов. Выбор поверхности радиатора производится так, чтобы темпера, тура перехода не превышала допустимую при максимально возможной температуре среды и мощности, рассеиваемой на коллекторном переходе. Анализ рассмотренной схемы теплоотдачи дает возможность не :только определить допустимую мощность рассеивания транзистора, но : и позволяет установить связь между параметрами транзистора для -постоянного и переменного тока. Егз Ехг Ъ Езг а) ряс. 10,7 Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером л = р равен отношению приращений коллекторного и базового токов: и (/нз /ме (/бз /61) (10.1З) Далее определим наклон выходной характеристики транзистора в рабочей точке ((/, м /„з), который для моделирующей схемы равен И,,/Л(/„=д„, +(1+ 1) ак .
(10. 14) Поскольку влияние проводимости обратной связи — д,з сказывается на смещении входной характеристики под действием напряжения (/„„а из приводимых в справочниках двух входных характеристик для 0„= 0 и (/„, = (/„„эго смешение определить нельзя, то найти из суммы (10.14) каждое слагаемое следует по результатам каких- либо других измерений, а не входным характеристикам. Часто полагают д„= (З вЂ”: Зо) д,м. (10,15) Входную проводимость транзистора, равную для моделирующей схемы д,„= — 1/(г~ р 1/д,), (10.! 6) Расчет величин элементов моделирующей схемы для переменного тока проводится ва основе характеристик транзистора и его паспортных данных. Приведем этот расчет, основываясь на входных и выходных характеристиках транзистора, включенного по схеме с общим эмнттером (рис.
10.7). Определим значения параметров схеме замещения транзистора, рабочая точка которого занимает положение А на'рис. 10.7, б. Этой точке соответствует пж коллектора /„„ток базы /а, и напряжение коллектор — эмиттер (/„„. Начнем с коэффициента усиления транзистора по току й„, = р. Для этого найдем значения тока коллектора /„, и /ам соответствующие напряжению на коллекторе (/„.„, и токам базы /„и /зз. Величина одного из них (/ач) больше значения исходного тока /„„а другого (/ы) меньше.
Ел Е~ Еал божко определить по наклону входной характеристики (рис, 10.7, а) з рабочей точке. Значение сопротивления гб можно найти либо по пРиведенномУ в спРавочнике пРоизведеиию гбСи, либо по наклонУ входной характеристики при.большом напряжении 1/ и большом гоке базы, ибо в этом слУчае гб ~ 1/д,. Проводя касательную к входной характеристике, соответствующей (/„,м находим б / (/би//би, (! 0.17) где Л(/б, — отрезок оси входных напряжений, являющийся проекцией отрезка касательной. Таким образом, нами определены все элементы низкочастотной чоделирующей схемы.
Для превращения схемы в высокочастотную ее следует дополнить емкостями С,б и С,. Значение емкости С„б дается з паспорте на транзистор, а емкости С, определяется по величине предельной частоты усиления по току /„ также приводимой в паспорте: /бб 9 = ()Кв/(2бб/т) = /Д2п28/т)» (10 18) где /, берется в миллиамперах. д Гбь' кФпбэ Убб Параметры эквивалентной схемы транзистора на постоянном токе можно рассчитать по их значениям Рис.
10.8 на переменном токе. Практически гаких расчетов не проводят. Связано это с тем, что разброс значений параметров у различных экземпляров транзисторов весьма велик н перекрывает температурные изменения этих параметров. Запасы, закладываемые при проектировании в стабилизатор, обеспечивают его успешную работу как с хорошими, так и плохими транзисторами.
В связи с тем что температурные изменения параметров транзистора меньше их изменений из-за разброса, они не оказывают существенного влияния на показатели стабилизатора. Однако при расчете усилителей стабилизаторов необходимо учн- ГЫВатЬ ВЛИЯНИЕ НЕуПраВЛяЕМОГО тОКа КОЛЛЕКтсрНОГО ПЕрЕХОда /иб и тепловое смещение входных характеристик транзистора, называемое температурным дрейфом. Эти факторы приводят к температурным изменениям выходного напряжения.
В эквивалентной схеме это учитывают путем включения двух зависящих от температуры генераторов: генерагора тока /„, н генератора напряжения Л(/б, (рис. !0.8). Соответствующая методика приводится в курсе усилительных устройств (111. Рассмотренную схему замещения биполярного транзистора используют не только для описания поведения одного транзистора, но и для характеристики более сложных схем, содержащих несколько транзисторов. В этом случае схему можно преобразовывать к виду, показанному на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
