Насыщенного транзистора

Более совершенной является трансформаторная схема, в которой используется в качестве балластного сопротивления линейная индуктивность, которая создается первичной обмоткой ненасыщенного трансформатора. Схема позволяет получить посредством изме-

нения числа витков обмоток насыщенного трансформатора практически любое, отличное от сетевого напряжение на нагрузке ( 5.11). Используя балластную обмотку как первичную обмотку компенсирующего трансформатора, напряжение которой действует в проти-вофазе с основным, можно получить более высокое качество стабили-защш

Действительно, если выбрать коэффициент трансформации ненасыщенного трансформатора так, чтобы угол наклона его вольт-амперной характеристики был равен углу наклона вольт-амперной характеристики насыщенного трансформатора, то колебания напряжения в рабочей зоне будут значительно меньше.

Колебания напряжения сети, воспринимаемые в основном балластной обмоткой, отражаются на величине компенсационного напряжения, благодаря чему напряжение на нагрузке поддерживается постоянным во всем рабочем диапазоне (см. характеристику на 5.14, б). В качестве насыщенного трансформатора используется автотрансфор-

При синусоидальности тока первичной цепи выходное напряжение насыщенного трансформатора содержит основную и высшие нечетные

Рассмотрение насыщенного трансформатора как линейного многополюсника с внутренними источниками напряжений позволяет определить обменную мощность каждой гармоники отдельно, а также мощность всего трансформатора по всему спектру гармоник.

Рассмотрение насыщенного трансформатора как линейного шумящего многополюсника дает возможность наглядно представить рабочие процессы в умножителях и делителях частоты. Полученные уравнения удобны для моделирования на вычислительных машинах. Хотя способ определения связей между гармониками дан на примере трансформатора, его можно перенести и на вращающиеся машины.

где D — площадь криволинейной фигуры D; &OAC — площадь прямоугольного треугольника ОАО, М\\ — взаимная индуктивность обмоток ненасыщенного трансформатора.

Рассмотрение насыщенного трансформатора как линейного многополюсника с внутренними источниками напряжений позволяет определить обменную мощность каждой гармоники отдельно, а также мощность всего трансформатора по всему спектру гармоник.

Рассмотрение насыщенного трансформатора как линейного шумящего многополюсника дает возможность наглядно представить рабочие

Вопрос 4. Напряжение на открытом треугольнике (вторичных обмоток насыщенного трансформатора равно 27 В, а сила тока в этом треугольнике при замыкании его накоротко равна 10 А. Определить сопротивление каждой фазы для первой гармоники, считая, что фазы обладают только индуктивным сопротивлением.

Быстродействие И2Л-схемы определяется в основном перезарядом паразитных емкостей, шунтирующих выходные цепи л-р-л-транзисторов, и временем рассасывания неосновных носителей в базе насыщенного транзистора, которое для И2Л-схем составляет 10—50 не. Время переходных процессов при перечислении транзисторов И2Л-схемы уменьшается при увеличении рабочего тока инжектора. Однако при этом возрастает и потребляемая мощность схемы. Типовые значения рабочего тока инвертора современных И2Л-схем лежат в пределах 10"6—1 мА при напряжении питания 1 — 1,5В.

В исходном состоянии транзистор находится в режиме насыщения. Пренебрегая остаточным напряжением на электродах насыщенного транзистора, можно принять L'c-(0j»0. В момеат времени tl транзистор под действием входного нмпульса запирается и конденсатор С заряжается с постоянной времени тзар =

где /б, /J — ток базы и коллектора насыщенного транзистора; /к — ток коллектора в режиме отсечки.

Триггер имеет два состояния устойчивого равновесия: транзистор Т\ заперт, а транзистор 7*2 — насыщен или транзистор 7*i насыщен, а транзистор 7*2 — заперт. Одно из таких состояний (причем заранее неизвестно, какое из них) устанавливается самопроизвольно после соединения схемы с источником питания ?к. Предположим, что в исходном состоянии транзистор 7*2 заперт. Тогда на его коллекторе будет положительный потенциал, близкий по значению к Ек. Этот потенциал через сопротивление обратной связи R прикладывается к базе транзистора Т\, обеспечивая его насыщен-ие. Поскольку потенциал коллектора насыщенного транзистора t/кэ нас близок к нулю, то на базу транзистора 7*2 от источника смещения ?б через делитель RRs подается отрицательное напряжение, надежно удерживающее транзистор Г2 в закрытом состоянии. Такое состояние триггера при отсутствии на его входе управляющих импульсов является устойчивым.

Затем начинается формирование вершины импульса. В это время ток базы не управляет током коллектора, скорость его изменения становится равной нулю и наводимая в обмотке w6 ЭДС e
ляет обычно десятые доли вольта. На семействе выходных характеристик режим насыщения соответствует левому крутому участку, на котором ток коллектора является максимально возможным для данной схемы (см. 48). Так как напряжения ?/ю, i/бэ, ^кб в режиме насыщения малы, то все три электрода насыщенного транзистора можно считать ко-роткозамкнутыми и представить их в виде эквипотенциальной точки, что соответствует замкнутому состоянию ключевого элемента.

го значения напряжения UKQ в эквивалентной схеме насыщенного транзистора должны быть учтены сопротивления материалов эмиттера гтэ и коллектора гтк, включенные последовательно с сопротивлениями переходов. При этом напряжение насыщения

неравновесных носителей заряда (л-типа для транзисторов со структурой п-р-п). На семействе выходных характеристик (см. 16.40) режиму насыщения соответствует участок ОВ, где ток коллектора не зависит от тока базы. Так как напряжения (УКн.1с, (/КБ, 1/Б., в режиме насыщения малы, то все три электрода насыщенного транзистора можно считать короткозамкнутыми и представлять транзистор единой эквипотенциальной точкой.

Очевидно, время нарастания тем меньше, чем меньше тбт и /Кна<:, а также чем больше Д/Б1 и р6т. В режиме насыщения в базе и коллекторной области накапливаются избыточные заряды неосновных носителей в течение времени /нак = (3.. .5)ти, где ти постоянная времени коэффициента передачи тока базы при инверсном включении. При этом в базе накапливается заряд д(ги) = тиД/Б1. После окончания входного насыщающего импульса тока базы А/Б1 длительностью 'и>'ф+'нак и подачи запирающего импульса ток коллектора начинает изменяться через некоторое время, необходимое для рассасывания избыточного заряда. Время рассасывания гр определяется как интервал между моментом подачи на базу насыщенного транзистора запирающего импульса и моментом, когда напряжение на коллекторе достигает уровня 0,ШП. Рассасывание неравновесных носителей производится в основном за счет поверхностной и объемной рекомбинаций. Ток базы при этом может значительно превышать свое значение в режиме отсечки.

С включением напряжений Ек и Ее ток проводит только один из транзисторов, другой будет закрыт по базе работающим транзистором, с коллектора которого снимается потенциал насыщенного транзистора ?/„„, близкий к нулю. Поскольку схема симметрична, то находиться в состоянии «открыто» (насыщение) может любой из транзисторов с равной вероятностью. Для определенности допустим, что транзистор VT1 открыт, a VT2 закрыт. Потенциалы относительно «земли» на коллекторе, базе и эмиттере примерно одинаковы и равны нулю: UK— U6\--- U3\ =0. Транзистор VT2 закрыт отрицательным потенциалом t/f,2. Через цепь база-эмиттер транзистора VT2 под действием запирающего напряжения Е& проходит ТОК /62=—/ксь гАе ^ко — обратный ток коллекторного перехода. Открытое состояние транзистора VT2 поддерживается током /ei = = EK/RZ. Такое состояние может быть сколь угодно долго.-С поступлением на базу транзистора VT1 запирающего импульса отрицательной полярности и амплитудой примерно равной или большей + ?к транзистор VT1 начинает закрываться, при этом запирающий потенциал на базе транзистора VT2 уменьшается из-за появления положительного потенциала на коллекторе транзистора VT1. Транзистор VT2 начинает открываться, и на его коллекторе потенциал понижается. Это понижение передается через цепь обратной связи R2 на базу транзистора VT1, который еще больше начинает закрываться И т. д. Развивается лавинный процесс. В результате транзистор VT1 полностью закрывается, а транзистор VT2 открывается. Устанавливается новое устойчивое состояние. Исходное состояние триггера наступит с приходом открывающего (положительного) импульса на базу транзистора У Т]. Перевод триггера из одного состояния в другое (запуск триггера) разнополярными импульсами запуска Ua можно осуществлять по одной из баз или по одному из коллекторов. Такой запуск называется раздельным. Существует также счетный запуск — это когда однополярные импульсы подаются сразу на два электрода: на два коллектора либо две базы. Счетный запуск применяется в триггерных счетчиках импульсов (см. гл. 13).

В области насыщения коллекторную характеристику тоже можно линеаризировать, представив ее ломаной линией, состоящей из двух отрезков прямых линий ( 6.13, б). Одна из этих прямых проходит через граничную точку /к = РлДб и параллельна оси напряжения, а другая с наклоном гкэ (где гкэ— выходное сопротивление насыщенного транзистора в схеме с общим эмиттером) касательна к крутому участку коллекторной характеристики. Сопротивление гкэ, а также остаточное напряжение определяют из коллекторной характеристики транзистора в области насыщения. Для оценки указанных величин