Коллекторно щеточного

Задача 1.25. Прямой ток эмиттера ири-транзистора составляет 7э = 2мА, коллекторная цепь разорвана. Определить напряжение на эмиттерном и коллекторном переходах и напряжение эмиттер — коллектор, полагая /ко = 2 мкА, 7эо = 1,6мкА; а = 0,98.

Полученный результат нереален, так как напряжение питания положительно. Он означает, что транзистор работает в режиме насыщения, поскольку на эмиттерном и на коллекторном переходах присутствуют прямые напряжения. Переходы включены навстречу друг другу с примерно равными напряжениями, т.е. Е/БЭ« С/БК!> поэтому суммарное напряжение UK3= ?/вых«0. Ток /к в этом случае не может

Активная область характеризуется прямым смещением на эмиттерном и обратным смещением на коллекторном переходах. В этом режиме рабочая точка не выходит за пределы отрезка MN.

В режиме насыщения оба перехода открыты. Падения напряжений на открытых эмиттерном и коллекторном переходах направлены встречно, однако ток в цепи эмиттер — коллектор проходит в одном направлении, например от коллектора к эмиттеру в транзисторе л-р-л-типа ( 31, а). Транзистор работает в режиме насыщения при относительно больших токах базы. Инжекции электронов в базу при этом становится столь сильной, что цепь коллектора оказывается не способной извлекать избыточные электроны из базы так же эффективно, как в активном режиме. Концентрация электронов в базе у коллекторного перехода, становится сравнимой с концентрацией их у эмиттерного перехода ( 31, б), что соответствует прямой полярности напряжения на коллекторном переходе. Вывести транзистор из режима насыщения при заданном токе базы можно, увеличив ток коллектора изменением режима работы его внешней цепи, например уменьшив внешнее сопротивление в его цепи при неизменном напряжении питания.

а) напряжение на эмиттерном и коллекторном переходах;

Этот результат означает, что транзистор работает в режиме насыщения, так как на эмиттерном и на коллекторном переходах получаются прямые напряжения. Но в режиме насыщения ток коллектора не может быть больше тока /кто»«?к//?н = 4 мА. При этом напряжении коллектор —

выделяемая на эмиттерном и коллекторном переходах, мВт.

схемах. Простейшая из них показана на 2.14. В режиме насыщения падения напряжений на эмиттерном и коллекторном переходах не превышают нескольких значений отношения kT/q— =0,26 В (при Г=300 К). Поэтому напряжения t/h и t/e значительно превышают междуэлектродные напряжения t/бэ и t/кэ. В таком режиме, соответствующем открытому состоянию транзистора, входной /а и выходной /к токи задаются параметрами внешней цепи:

На рисунке обозначены размеры технологической и активной базы WEO и аува. размеры объемных зарядов Дхэ и Алгк, а также их отдельные участки на эмиттерном и коллекторном переходах, распространяющиеся в область эмиттера Ддгээ, область базы АлгЭБ и ЛХКБ и в область коллектора Длгкк- Таким образом, Длгэ = Д*эз 4- Лхэв и Дхк = Д*КБ + Д*кк-

Транзисторы с барьером Шоттки. Быстродействие кремниевых планарных транзисторов в режиме переключения определяется временем рассасывания неосновных носителей, накопленных в базе и коллекторе при открытых эмиттерном и коллекторном переходах. Для увеличения быстродействия транзисторов кремний легируется золотом, однако при этом снижается время жизни неосновных носителей т„, уменьшается коэффициент усиления р и увеличивается обратный ток /кобр- Наиболее эффективным конструктивным способом повышения быстродействия транзисторов является использование диодов Шоттки, шунтирующих коллекторный переход. Транзистор такого типа называется транзистором Шоттки.

Таким образом, транзистор с инжекционным питанием, включенный по схеме с общим эмиттером, при прямом смещении инжекторного перехода выполняет функцию инвертора. При включении транзистора в режиме прямого смещения эмиттерного перехода и нулевом смещении на инжекторном и коллекторном переходах транзистор работает в нормальном активном режиме. Однако коэффициент усиления такого транзистора в схеме с общим эмит-

Наиболее частыми повреждениями возбудителей синхронных генераторов являются повреждения бандажей обмотки якоря, нарушения пайки петушков и износ коллектора, при этом надежность коллекторно-щеточного узла во многом зависит от мощности возбудителя.

рощетки, которое, однако, не должно оказывать существенного влияния на срок службы коллекторно-щеточного узла машины.

Выбор марки щеток для машин постоянного тока — весьма сложная задача, так как от марки щеток зависят коммутация машины и срок службы коллекторно-щеточного узла,

Работоспособность машин постоянного тока, в большинстве случаев работающих в переходных режимах (частых пусков, реверсов, торможения, широкого регулирования частоты вращения), во многом определяется состоянием их коллекторно-щеточного узла. Поэтому при проектировании машин постоянного тока, особенно машин больших мощностей, расчет процесса коммутации обязателен. В книге приведены нашедшие наибольшее признание аналитические методы исследования коммутации, разработанные в трудах советских ученых О. Г. Вегнера, М. Ф. Карасева и др.

В случае питания инвертора от сети постоянного тока или от аккумуляторов ВД называют бесколлекторной машиной постоянного тока, То же название иногда распространяют и на ту часть ВД, которая включает в себя инвертор с системой управления, синхронную машину и датчик положения. Коэффициент полезного действия инвертора обычно ниже, чем у коллекторно-щеточного узла машины постоянного тока, но надежность инвертора и в целом ВД и его механическая прочность выше, чем обычной машины постоянного тока.

электрические машины, функционально объединенные с управляемым полупроводниковым коммутатором. Они близки по конструктивным признакам и характеристикам к коллекторным двигателям. Так же как и коллекторные двигатели, вентильные двигатели имеют частоту вращения вала, не зависящую от частоты сети, регулирование частоты вращения осуществляется путем изменения потока возбуждения и тока в якоре. Вентильные двигатели обладают высоким пусковым моментом и хорошими электрическими показателями. Благодаря отсутствию коллекторно-щеточного узла вентильные двигатели имеют большую надежность и долговечность.

Выбор марки щеток для машин постоянного тока — весьма сложная задача, так как от марки щеток зависят коммутация машины и срок службы коллекторно-щеточного

Выбор марки щеток для машин постоянного тока — весьма сложная задача, так как от марки щеток зависят коммутация машины и срок службы коллекторно-щеточного узла. На практике марку щеток определяют в соответствии с условиями работы согласно табл. П4.2, где приведены основные технические данные марок наиболее распространенных щеток и области их применения.

Вентильные двигатели (ВД) имеют регулируемую в широких пределах частоту вращения ротора, обладают высокими пусковыми моментами и хорошими энергетическими показателями. По своим характеристикам они достаточно близки к машинам постоянного тока. Вместе с тем отсутствие коллекторно-щеточного узла существенно повышает надежность и долговечность вентильных машин, снижает ограничения, определяемые коммутацией особенно при высоких скоростях и перегрузках. Эти преимущества вентильных машин важны при их использовании во взрывоопасной и агрессивной средах при повышенной температуре.

Регулирование (ограничение) тока и момента двигателей требуется также и для обеспечения нормальных условий работы самих двигателей. Так, при пуске двигателей постоянного тока общего назначения по соображениям нормальной работы их коллекторно-щеточного узла ток должен быть ограничен двух- или трехкратным его номинальным значением. Необходимость ограничения тока возникает и в случае пуска мощных двигателей постоянного и переменного тока, когда большие пусковые токи двигателей могут привести к недопустимому снижению напряжения питающей сети.

работы коллекторно-щеточного аппарата (значениями еы и ег) приходится выбирать для режима работы ЭПС при максимальном UKC и наибольшем ^ Р0=0,98 — ----- _