ivanov-ciganov2 (558065), страница 45
Текст из файла (страница 45)
(10.55) нестабильность по дрейфу усилителя й,„,=би~Е,„=И,й„И.Р+ИДН,) =И.ЕУ,=(О,+а,ра,; (10.55) и нестабильность по опорному напряжению йа,„= Фтй„й,/(1+Фтй„Ж,) = (бт+ бД/6,. (10.57) Первые пять коэффициентов из-за введения усилителя в цепь обратной связи уменьшились весьма существенно, так как величина Ж й„У, значительно больше единицы. Нестабильность по дрейфу усилителя и опорному напряжению из-за введения делителя напряжения в цепь сравнения получилась больше единицы. Таким образом, введение усилителя в цепь обратной связи сделало незначительными влияние всех дестабилизирующих факторов, кроме дрейфа нуля усилителя и дрейфа опорного напряжения.
Поэтому построение качественного стабилизатора напряжения должно основываться на получении усилителя с малым дрейфом и высокостабилыюго опорного источника. Аналогичные результаты при введении усилителя в цепь обратной связи получаются и у стабилизатора тока. Выкладки для схемы стабилизатора с параллельным включением транзистора (рис.
10.15, а) значительно упростятся, если пренебречь проводимостью п~,. Такое пренебрежение в данном случае допустимо, (10.53) Поскольку в правой части в результате подстановки появился член, пропорциональный ЛУ, то выражение (10.49) определяет изме; кения выходного напряжения в неявной форме. Соотношение, определяющее ЬУ в явной форме, полученное из (10.59), имеет вид ~~таз1~ ВГвявыхт+Л~лвнг~-Ухать д .1 цап ан +Л~ а, + М/ —. так как коллектор транзистора подсоединен к выходу стабилизатора, где изменения напряжения малы. Поэтому большой нестабильности Ь(//ЛЕ, из-за проводимости лб„здесь не создается. Применив уже описанные преобразования цепи сравнения (рис. 10.15, б), находим /1 5(///4(гб + 1/йэ +/()' (1 0.58) Источник ()/, оказывается в данном случае пропорциональным Л(/, т. е. напряжению иа'своих выходных зажимах.
Поэтому он не может трактоваться как источник тока, а должен быть заменен пассивным а) Рис. !0.15 элементом — сопротивлением или проводимостью. Эга проводимость, эквивалентная коллекторной цепи транзистора, бт = Мс/(гб+ 1/йх+ И). (10.59) Для выходной проводимости стабилизатора на основании эквивалентной схемы можно записать 6„,„= а„,+ а, +1/Ю„" (10.60) а для коэффициента нестабильности по входному напряжению Л(//ЛЕ,= 1/(а„„„г,) = 1/(1+я,а,). (10.61) Дифференциальные показатели у стабилизатора с параллельным включением силового транзистора практически такие же, как и у стабилизатора с последовательным включением. й т0.4. Схемы силовых цепей линейных стабилизаторов Часто силовую цепь стабилизатора выполняют не на одном, а на нескольких транзисторах.
Один подобный пример уже был приведен. Он касался параллельного включения нескольких транзисторов для увеличения тока нагрузки стабилизатора. Другим, часто встречающимся видом многотранзисторной силовой цепи является составной транзистор (рис.
10.16). Для управления транзисторами силовой цепи от усилителя цепи обратной связи требуется заметная выходная мощность. Если усилитель выполнен на микросхеме, то его выходной ток не превышает нескольких миллиампер. Ток базы силового транзистора может дости- и! Ряс. !0.16 В этих формулах параметры без индекса относятся к составному транзистору, а параметры с индексами 1 и 2 — к первому и второму транзисторам соответственно. В приведенной схеме составной транзистор образован из транзисторов с одним типом электропроводносги. Аналогичную схему можно собрать и из транзисторов с разными типами электропроводности (рис.
10.17). Она обладает аналогичнь|ми свойствами. Объединив два транзистора в один эквивалентный и рассчитав величины элементов его моделирующей схемы, получим Гб = Гба* 'Йкб Икба' Йв Кваэ' и~в)а (1 + э(а) с1 + гбаякэа+ (Йкэа+ Йкба+ гба Йкваккба)/ЙваЬ' (( +Да) (дквв+Икбб+гбкккэакнбэ) ( + г баян на + (як э а + акаба + г байк эаЫкб д!ям (10.63) У эквивалентного транзистора эмиттер совпадает с эмиттером Т„ база с базой Та, а коллектор с эмиттером Т,. гать долей ампера.
Для сопряжения такого маломощного усилителя и силового транзистора применяют дополнительный транзисторный усилитель тока Т, (рис. 10.16, а), который вместе с основным силовым транзистором Т, и образует составной (сдвоенный) транзистор. При таком соединении не требуется никаких дополнительных деталей. Если подключение одного транзистора не обеспечивает нужного усиления по.току, то можно применить строенный составной транзистор (рис. 10.16, б).
В последней схеме включены резисторы Ра и /(„позволяющие более свободно выбирать режимы транзисторов, входящих в составной., Токи эмиттеров Т, и Т, уже не должны быть равными токам баз Т, и Т,. Это позволяет варьировать режимом транзисторов. Наиболее часто составные транзисторы используют в тех й случаях, когда в качестве транзистора Т, применяется параллельное включение нескольких транзисторов. Транзистор Т„ входацций в составной, можно Е рассматривать и как оконечный дополнительный каскад усиления усилителя, но объединение + его с основным силовыМ транзи- Ю! егором облегчает расчет. Так, объединив транзисторы Тк и Т, в один эквивалентный, получим для элементов его моделирующей схемы (действовать при этом можно так же, как и при выводе (10.20)1 следующие значения: гб гба аэ (1 + иа) (1 + иа) ° 1 1/ав 1/два+ (1 + а(а) (гба+ 1/аэа) Йкв Дква+Йэа ((+На)йкбаГба/(1+Гбалэа) Йкб Йнба+ + Ыкэй(+ ()а) +ЙкбД(1 + ГбаИва) (1 + ((аЦ.
(10.62)) В некоторых случаях ради уменьшения числа мощных силовых транзисторов' применяют параллельное соединение резистора и транзистора (рис. 10.18). Банный способ приводит к ухудшению дифференциальных показателей стабилизатора. Однако, подняв усиление в цепи обратной связи, можно легко скомпенсировать увеличение некоторых нестабильностей. При расчетах силовой цепи параллельный резистор 1с объединяется с проводимостью д„ силового транзистора. Последний вариант схемы силовой цепи из нескольких транзисторов (рис. 10.19) представляет собой последовательное включение двух (или более) транзисторов.
Подобное соединение применяют в высоковольтных стабилизаторах, когда разница в напряжениях Е н У получается большей, чем допустимое для одного транзистора напряжение между коллектором и эмиттером. г« « л т, б Рис. 10.17 Рис. 10.18 Рис. 10.19 Обеспечение равномерного распределения общего напряжении Š— Ю между двумя последовательными транзисторами достигается путем подключения базы транзистора Т, к средней точке делителя напряжения Я„К«.
Так как у биполярных транзисторов Уи, имеет величину меньше вольта, то распределение напряжения между транзисторами не больше, чем на вольт, будет отличаться от распределения напряжения между резисторами. Если ток, протекающий по делителю напряжения, много больше тока базы транзистора Т, и сопротивления резисторов одинаковы, то напряжение У„, на транзисторах практически одинаковы. С увеличением сопротивлений резисторов Кт и Я« неравномерность распределения напряжения возрастает. Эту неравномерность можно определить из следующего соотношения: (. «э«(7кв« ~ )гт бтр«Фи где гс' — сопротивление резисторов К, и Ки.
В двух последних вариантах силовой цепи величина сопротивления резисторов, шунтирующих транзисторы„определяет минимальный ток стабилизатора, так как при полностью запертых транзисторах весь ток шунта протекает по нагрузке стабилизатора. $40.5. Схемы усилителей и цепей сравнения линейных стабилизаторов Среди усилительных схем наиболее простой является схема рис.
10.20, а, которая содержит однокаскадный усилитель (транзистор Т,) в цепи обратной связи. Источник входного напряжения Е, используется и для питания усилителя. Источник опорного напряже- иия (стабилитрон Д,) получает питание со стороны выходного напряжения, что обеспечивает ббльшую стабильность Е,.
Резистор переменного сопротивления, включенный в цепь делителя цепи сравнения, необходим для регулировки и точной установки величины выходного напряжения. Самым существенным недостатком данной кая стабильность по входному напряжению изсилового транзистора с источником Е, через резистор К .
Воспользовавшись результатами исследования схемы рис. 10.13 и отметив, что в данном случае 6 источник Е, заменяет Е„получим в -в) ' и соответствии с (10.52) и (10.55) интересующую нас величину, как сумму лв ,и, и йвб. й„=(йвм+)У,)~(1 +й„й~„й~,). (10.65) гб Так как по величине коэффициент Ф, сравним с единицей, то значение Авб получается относительно большим.
0) Из схем рис. 10.20, а — в лучшие е~ и показатели имеют схемы рис. 10.20, б, в. В первой из них вместо резистора Я А! включен стабилизатор тока на транзисторе Тб, а во второй применен дополнительный источник Е,. Стабилизатор й +гг тока благодаря большому выходному сопротивлению уменьшает величину )у„ а в схеме с дополнительным источником, который подсоединен к выходу стабилизатора, внешняя прямая связь отсутствует. А Схемы стабилизаторов рис. 10.20, б, в применяют для получения выходного Рис. !0.20 напряжения больше 8 — 10 В. Связано зто с неудобством выбора низковольтного стабилитрона для получения стабильного опорного напряжения. Низковольтные стабилитроны обладают большим внутренним сопротивлением и худшей температурной стабильностью, В схемах рис. 10.20 выходное напряжение всегда больше опорного, так как для цепи, проходящей через промежуток эмиттер — база силового транзистора, промежуток коплектор- — эмиттер усилительного транзистора и опорный источник, получаем (' бж + ~ квб + (" оп (10.66) Напряжение на выходе меньше опорного можно получить в схеме Рис 10.21, а, в которой источник опорного напряжения '(стабилитрон ЛД подключен к дополнительному источнику питания Е .
Для этой схемы Ц= (7 б+(1 э, (10.67) При высокостабильных стабилитронах хорошую температурную стабильность выходного напряжения обеспечивает схема рис. 10.21, б, в которой применен дифференциальный усилитель на транзисторах Т, и Т,. Опорный стабилнтрон включен в базовую цепь .Т„ а сигнал обратной связи подан на базу Т,. Изменение температуры транзисторов Т, и Т, в одинаковой степени смещает их рабочие точки и дестабилизирующее изменение напряжения на коллекторе Т, не возникаег.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
