Маломощных выпрямителях

навливать относительно большие коллекторные токи этих транзисторов. Это необходимо для снижения статического коэффициента передачи тока составного транзистора. Коллекторный ток маломощных транзисторов обычно не превышает 20 мА. В первом приближении номинальные значения входного тока составного транзистора и коллекторного тока усилителя приняты равными 5 мА. Отсюда ток ТД — 10 мА.

Рассмотрим конструкцию маломощных транзисторов ( 6.20), которые изготавливаются в основном методом сплавления.

маломощных транзисторов [14,5]

токов, рекомендуемым в качестве оптимальных. Для маломощных транзисторов они лежат в пределах 0,5-5 мА, для мощных транзисторов — единиц и десятков ампер. При малых токах заметно снижается коэффициент переноса х в результате усиления рекомбинационных процессов в базе при малой плотности неосновных носителей. С увеличением тока эмиттера начинает уменьшаться удельное сопротивление материала базы вследствие насыщения ее носителями заряда, что в свою очередь вызывает некоторое снижение коэффициента инжекции у. Спад коэффициента усиления /3 ограничивает максимальный рабочий ток транзистора. Для многих транзисторов это значение тока соответствует точке, где /3 = /Зтах/3.

В отличие от физических параметров Ъ -параметры различаются для каждой схемы включения. Для маломощных транзисторов в справочниках обычно приводятся параметры при / э = 1 мА; UK g = 5 В при включении с общей базой, однако они легко пересчитываются с помощью табличных формул матричного типа для двух других схем с ОЭ или ОК.

По применяемому материалу различают германиевые и кремниевые транзисторы, а по технологии изготовления — сплавные, выращенные, диффузионные, эпитак-сиальные и планарные. В производстве дискретных транзисторов обычно применяется эпитаксиально-планар-ная и мезопланарная технологии, а в производстве транзисторов интегральных микросхем — эпитаксиально-планарная. Одна из распространенных конструкций маломощных транзисторов показана на 2.10.

Значение" коэффициента kp находится из {9]. Необходимо учитывать, что для большинства типов транзисторов значение р максимально при определенном токе эмиттера /э.0пт. Так, для маломощных транзисторов типа КТ315 /э.опт = 20 мА ( 5.9), а для •более мощных типа КТ904 /э.опт = 350 мА. Поэтому для увеличения ?р желательно подбирать тип транзистора с /э.опт. близким к расчетному значению /э. Иногда изменение коэффициента усиления

ние ЯВх2~ РхР^Яэ- Для увеличения быстродействия и повышения температурной стабильности в схему обычно включают дополнительный резистор R1 ( 40, а, б), сопротивление которого составляет от нескольких сотен ом (для мощных транзисторов, с токами в единицы — десятки ампер) до нескольких десятков килоом (для маломощных транзисторов, с токами в десятые доли — единицы миллиампер).

Другим важным показателем аналогового ключа являются вносимые им нелинейные искажения. При использовании маломощных транзисторов в состоянии «Включено» (Um = Q) выходная характеристика аппроксимируется выражением (16.22). Предположим, что в состоянии «Включено» к каналу ПТ приложено напряжение

схеме с общим эмиттером, у которого выходное сопротивление велико — порядка 10БОм (для маломощных транзисторов) и малое сопротивление Rz (в нашем примере оно будет меньше 170 Ом) совершенно недопустимо, так как оно приведет к очень малой величине цд.у. Между тем входное сопротивление для строенного транзистора (по данным для П217, ГТ403Д и МП26А, приведенным выше) для рассматриваемого примера составит

В этом выражении коэффициент передачи по току изменяется от транзистора к транзистору и даже для транзисторов одного типа это изменение может достигать 2—5. При изменении температуры изменяется и коэффициент усиления по току: растет на (0,3—0,5) % при увеличении температуры на 1 °С. Значительно изменяется и ток /К0. Для германиевых транзисторов он весьма велик и даже для маломощных транзисторов составляет несколько микроампер при комнатной температуре. В современных кремниевых транзисторах величина его на несколько порядков меньше и имеет величину несколько наноампер. Обратный ток весьма сильно зависит от окружающей температуры. Он удваивается при росте температуры на каждые 10 °С.

В маломощных выпрямителях, у которых сопротивление нагрузочного резистора составляет несколько килоом, вместо

Входное устройство создает многофазное напряжение, синхронизированное с напряжением питающей сети. Фазосдвигающее устройство обеспечивает требуемый сдвиг фазы управляющих импульсов и тем самым определяет угол регулирования. Обычно вместо одного фазо-сдвигающего устройства выполняют индивидуальные фазосдвигающие устройства для каждой цепи управления. Выходное устройство формирует и усиливает импульс управления. В маломощных выпрямителях в качестве выходных устройств часто применяют блокинг-генера-торы, в мощных выпрямителях — импульсные генераторы на тиристорах.

Помимо рассмотренных схем в маломощных выпрямителях широко применяют схемы умножения напряжения, позволяющие получать постоянное выпрямленное напряжение, значительно большее, чем амплитуда входного переменного напряжения Um sin &t. На 135, е показана схема последовательного выпрямителя-удвоителя. В положительный полупериод входного напряжения конденсатор С1 заряжается через диод VD1 до амплитудного значения переменного напряжения Um. Во время отрицательного полупериода напряжение на конденсаторе С1 складывается с входным напряжением, вследствие чего конденсатор С2 заряжается через диод VD2 до удвоенного значения амплитуды входного напряжения. Таким образом, U0 ж 2t/m.

В маломощных выпрямителях в качестве фильтров применяют интегрирующие цепочки ( 136, а). Если задан коэффициент пульсаций /Сп на выходе ^фСф-цепи, то постоянная времени т = ЯфСф > ftnlCr5/^1, где /Q — частота выпрямленного переменного напряжения.

так как у них внутреннее сопротивление значительно больше. Большой ток короткого замыкания для германиевых и кремниевых диодов очень опасен вследствие их быстрого нагрева, а для германиевого р — n-перехода еще и вследствие его тепловой нестабильности. Малая перегрузочная способность диодов требует их защиты быстродействующими предохранителями и автоматами. Германиевые и кремниевые диоды нельзя использовать в каких-либо совмещенных предельных режимах работы (например, при максимально допустимых обратном напряжении и прямом токе). Это приведет к резкому снижению надежности. Рекомендуется применять диоды при ыоб < 0,7f/06. доп и /пр < 0,7/Пр. доп. Однако не следует в маломощных выпрямителях применять мощные диоды, у которых большие токи /об. Если /об при максимальной рабочей температуре будет сравнимо с /пр, то таким выпрямителем нельзя будет пользоваться.

Однофазная схема выпрямления встречается довольно часто, но применяется только в маломощных выпрямителях с высокоомным нагрузочным сопротивлением, например, для подачи высокого ускоряющего напряжения на аноды электронно-лучевой трубки при очень маленьком токе (доли миллиампера), для питания фотоэлектронного умножителя, цепей смещения электровакуумных приборов, в измерительных, а также в некоторых маломощных усилительных каскадах.

6. Безопасность в работе, в частности, ввиду малых величин емкостей на выходе схемы. Ь маломощных выпрямителях прикосновение к выходному зажиму выпрямителя приводит к резкому снижению выпрямленного напряжения.

В выпрямителях малой и средней мощности (по ГОСТ 19157—73 Л].ср < 100 Вт) применяют полупроводниковые маломощные диоды (ранее кенотроны), у которых гпр — единицы и десятки Ом. Обмотки маломощных трансформаторов выполняют проводом сравнительно малого сечения (что обусловливает большую величину гтр), они имеют небольшие радиальные размеры (это приводит к малым величинам Ls), вследствие чего величина гтр значительно сильнее влияет на потерю напряжения в фазе, чем Ls. Поэтому в маломощных выпрямителях учитывается только величина Д?/ср, и лишь при повышенных частотах напряжения сети (/с >. 400 Гц) следует вносить поправку на влияние индуктивности Ls.

Г- и П-образные фильтры в маломощных выпрямителях

Если в мощных выпрямителях и выпрямителях средней мощности фильтры всегда начинаются с индуктивности, то в маломощных выпрямителях применяют как Г-, так и П-образные фильтры (см. §V.l). Определим, в каких условиях целесообразнее применять тот или другой тип фильтра.

Нестационарные процессы в маломощных выпрямителях вследствие больших сопротивлений гв имеют апериодический характер. В фильтрах таких выпрямителей сверхтоки и перенапряжения очень малы.