Проходной транзисторгде 5=У21 — так называемая крутизна проходной характеристики полевого транзистора, составляющая обычно несколько миллиампер на вольт.
14.2 (УО). В эмиттерном повторителе ( 1.14.1) применен транзистор с дифференциальной крутизной проходной характеристики 8 — д1к/дибэ = 7 мА/В. Сопротивление резистора нагрузки Ян = 3 кОм. Вычислите коэффициент усиления данного устройства по напряжению. Определите, при каком напряжении мвх на входе цепи величина напряжения «бэ = 0.15 В.
14.3 (УР). Однокаскадный транзисторный усилитель ( 1.14.2) содержит резистор нагрузки Ян и резистор обратной связи Roc. Полагая известной крутизну S проходной характеристики транзистора 1к=/("бэ) в окрестности выбранной рабочей точки, выведите формулу для расчета коэффициента усиления Ки = «вых/«вх. Найдите параметр р, определяющий коэффициент передачи цепи обратной связи.
14.20(УО). Автогенератор собран по схеме с трансформаторной связью ( 1.14.12). Параметры системы: 1 = 16 мкГн, LCB==3 мкГн, С==90 пФ, ^ = 25 Ом. Дифференциальная крутизна проходной характеристики транзистора в выбранной рабочей точке 5даф = 1.4 мА/В. Найдите коэффициент связи /гсв между катушками
5.4. Каскад транзисторного апериодического усилителя задан схемой замещения коллекторной цепи ( 5.3). Определить проводимость нагрузки <7Н, необходимой для получения коэффициента усиления K(2nf)= 14 на частоте /= I МГц. Крутизна проходной характеристики транзистора S=5Q мА/В, суммарная паразитная емкость С0 = 40 пФ, выходная проводимость транзистора G, = 1,5 • 10~4 См.
5.10. Так как незаданный параметр транзистора гк обычно составляет сотни килоом, то можно считать, что выполняется неравенство (7Н== 1//?к»/г22 = (1+Л21)/г1[. Тогда коэффициент усиления каскада приближенно равен [1, § 5.2] KExSRK, где 5 = = /f2i)/ZBX -крутизна проходной характеристики транзистора в рабочей точке.
5.13. В цепь эмиттера однокаскадного резистивного усилителя введен резистор Лос = 30 Ом. Сопротивление нагрузки усилителя в коллекторной цепи ( 5.12) /?„=1,5кОм, паразитная емкость Сп = 50пФ, крутизна проходной характеристики транзистора 5 = = 20 мА/В, а его выходное сопротивление /?, = 15 кОм. Определить частоты, при которых АЧХ усилителя упадет до 1/ч/2 от своего
транзистора Л, = 20 кОм, сопротивление нагрузки Ra = 2 кОм, емкость, шунтирующая нагрузку, С„ = 100 пФ, крутизна проходной характеристики транзистора 5=15мА/В (межэлектродными емкостями транзистора пренебречь).
8.4. Рабочий участок проходной характеристики /к(мб) биполярного транзистора задан значениями тока, приведенными в табл. 8.1. Задавая смещение на базе U0 на середине рабочего участка, аппроксимировать характеристику транзистора полиномом третьей степени.
8.7. Кусочно-линейная аппроксимация проходной характеристики транзистора ( 8.3) определяется параметрами: крутизна линейной части 5 = 400 мА/В, напряжение, соответствующее точке излома, U, =0,5 В. Вывести уравнение колебательной характеристики 1к1(Е], где /Kl—амплитуда первой гармоники коллекторного тока; Е—амплитуда гармонического напряжения на базе. Построить колебательные характеристики в диапазоне амплитуд В для двух положений рабочей точки (С/0): 0,4 и 0,6 В.
Если E
Фильтры ФЭ и ФК, являясь малогабаритными, обеспечивая большой коэффициент сглаживания, имея малое выходное сопротивление (ФЭ) и не создавая электромагнитных помех, тем не менее имеют ряд недостатков. Основные из них следующие: проходной транзистор пропускает через себя весь ток /ВЫх.ср, что может привести к необходимости в теплоотводящем радиаторе и увеличению массы и размеров фильтра; коллекторное напряжение на транзисторе мало зависит от величины ?/вых.ср и при выходном напряжении, равном 2—3 В, резко падает к. п. д. фильтра; при коротком замыкании на выходных зажимах фильтра величины ык и i'K могут достигать значений, способных вывести из строя транзистор.
Микростабилизатор не только стабилизирует, но и фильтрует с коэффициентом сглаживания К — Ки, однако использование его в качестве фильтра, если не требуется стабилизация, невыгодно. Это объясняется тем, что изменения входного напряжения от номинала почти полностью передаются на выход фильтра и не нагружают транзистор, а в стабилизаторе они полностью выделяются на транзисторе. Из-за этого приходится ставить проходной транзистор стабилизатора в режим работы с большим ?/к.ср, отчего падают X, /С и т). Чтобы устранить этот недостаток добавляют в микросхему К142ЕН дополнительные элементы R7 и СЗ ( IX.22). Резистор R7 шунтирует транзистор Т5 микросхемы, чем существенно ослабляет стабильность напряжения на R2 и Д2 и понижает стабилизирующий эффект стабилизатора. Но через R7 на Т6 и далее через 77, ТЗ и Т4 на выход стабилизатора попадает напряжение пульсаций. Сопротивление между выводами б и 8 равно 2 кОм, дополнительный конденсатор СЗ при емкости в несколько десятков мкФ настолько уменьшает общее сопротивление, что с пульсациями на входе 6—8 можно уже не считаться. При юп = 628 рад/с можно взять R7 = 2,2 кОм и СЗ = 50 мкФ.
пряжения и проходной транзистор, так удобны в работе, что операционные усилители общего назначения теперь почти никогда не используются в стабилизаторах напряжения. Исключением являются случаи, когда стабильное напряжение нужно сформировать внутри схемы, уже имеющей стабилизированный источник напряжения.
Классический стабилизатор iA723 разработан Р. Видларом в 1967 г. Это универсальный, простой в употреблении стабилизатор с превосходными рабочими характеристиками. Хотя, быть может, вы предпочтете ему более современные схемы, все же его стоит изучить, так как и новые схемы работают на тех же принципах. Его схемы изображены на 6.1 и 6.2. Это настоящий блок питания, который содержит температурно-компенсиро-ванный источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, последовательно включенный проходной транзистор и схему защиты, обеспечивающую ограничение выходного тока. В том виде, в котором блок выпускают, ИМС 723 ничего не регулирует. Чтобы заставить его делать то, что вам нужно, придется подключить к нему некоторые внешние цепи. Прежде чем их рассмотреть, обратимся к его собственной схеме. Она
Последовательный проходной транзистор
усилителю на ОУ с эмиттерным повторителем на выходе, если напряжение Uon рассматривать в качестве «входного сигнала». Резистор RA подбирают так, чтобы падение напряжения на нем при максимально необходимом выходном токе было равно ~ 0,5 В, т. е. напряжению 11ЪЭ. Тогда при слишком большом токе это напряжение, приложенное к входам ОТ-ДТ, включит токоограничивающий транзистор (Т)6 на схеме 6.2), запирающий проходной транзистор. Конденсатор емкостью 100 пФ добавлен для обеспечения устойчивости при включении обратной связи. Резистор R3 (иногда отсутствует) подбирают так, чтобы на входах дифференциального усилителя было бы одно и то же сопротивление. Это делает выходной сигнал нечувствительным к изменениям базовых токов смещения (например, при изменении температуры), подобно тому как это делалось при включении ОУ (см. разд. 4.12).
Встроенный проходной транзистор ИМС 723 рассчитан на 150 мА максимум, рассеяние мощности не должно превосходить 1 Вт при 25°С (и менее при более высокой окружающей температуре; этот параметр для ИМС 723 должен быть пересчитан с коэффициентом 8,3 мВт/°С на каждый градус превышения температуры окружающей среды 25°С, чтобы температура /?-«-переходов удерживалась в безопасных пределах). Таким образом, стабилизатор на 5 В с напряжением на входе +15 В не может давать ток нагрузки больше 80 мА. Чтобы обеспечить большие токи нагрузки, нужно применять внешние проходные транзисторы. Подключим внешний проходной транзистор так, чтобы он образовал со встроенным транзистором пару Дарлингтона ( 6.5). Транзистор Ti-внешний проходной транзистор; он должен быть снабжен радиатором - чаще всего это ребристая металлическая пластина-для отвода
Для стабилизатора с простым ограничением тока рассеяние мощности на транзисторе будет максимальным, если выход закорочен на землю (случайно или из-за нарушения нормального функционирования схемы), и эта мощность рассеяния обычно превосходит мощность при номинальной нагрузке. Например, проходной транзистор в рассмотренном нами стабилизаторе, дающем + 5 В при токе 2 А, будет при закороченном выходе рассеивать мощность 30 Вт (на входе + 15 В, ток 2 А), а при номинальной нагрузке-20 Вт в худшем случае (перепад напряжений 10 В при токе 2 А). Еще хуже обстоит дело для схем, в которых напряжение, падающее на проходном транзисторе, представляет собой небольшую часть выходного напряжения. Например, в стабилизаторе, дающем +15 В при 2 А от нестабилизированного питания +25 В, рассеиваемая мощность изменяется от 20 Вт (на полной нагрузке) до 50 Вт (при коротком замыкании).
Как было отмечено в разд. 6.03, полезно на выходе стабилизированного источника питания иметь какую-нибудь защиту от превышения номинального напряжения. Рассмотрим, например, источник питания + 5 В, питающий большую цифровую систему (мы встретим много таких примеров после гл. 7). Входное напряжение стабилизатора может быть от +10 до +15 В. Если проходной транзистор выйдет из строя и коллектор замкнется на эмиттер (обычная неисправность), то все нестабилизированное напряжение будет приложено к питаемой схеме и результаты будут разрушительны. Хотя предохранитель, возможно, и расплавится, но вообще-то предохранитель и кремниевые элементы в схеме будут соревноваться-
мощности ([/ст/огр) и она сама может выйти из строя. Это и случалось, например, с серийным источником питания для магнитного диска на напряжение 15 В и ток 4 А. Когда в нем портился проходной транзистор, на стабилитроне 16 В, 50 Вт рассеивалась мощность больше расчетной и он тоже выходил из строя.
Использование отдельных нестабилизиро-ванных источников для питания сильноточных цепей. Как уже упоминалось в разд. 6.03, хорошо, как правило, использовать отдельный источник для стабилитрона в мощном источнике питания. Таким путем рассеивание мощности на проходном транзисторе можно свести к минимуму, поскольку нестабилизированное напряжение, которое подается на проходной транзистор, может быть выбрано точно таким, какое нужно для достаточного «запаса сверху» (стабилизаторы типа 723 имеют для этой цели выводы питания U +). Например, стабилизатор, дающий на выходе +5 В, 10 А, может работать от входного напряжения 10 В с размахом пульсаций около 1 -2 В и отдельного источника питания +15 В для питания элементов стабилизатора (опорный источник, усилитель ошибки и т.д.). Как говорилось выше, нестабилизированное входное напряжение должно быть выбрано достаточно большим в расчете на наихудший случай напряжения в силовой линии переменного тока (200 В), а также на допуски параметров трансформатора и конденсатора.
Похожие определения:
 Пренебрегая величиной
Приведенный трансформатор
Приведенные выражения
Приведенных соображений
Приведенная погрешность
Приведенное напряжение
Приведенного вторичного
|
Навигация