Составной транзистор

Схема испытательной панели лабораторного стенда изображена на 9.12. На панели размещены исследуемые оптроны: резисторный, диодный, транзисторный, с составным транзистором. Электрические выводы светоизлучателей и фотоприемников оптронов соединены с гнездами на лицевой стороне панели.

2. Определить коэффициенты передачи и быстродействие оптронов: диодного, транзисторного и с составным транзистором.

2. Найдем усилительные параметры эмиттерного повторителя с составным транзистором ( 2.12, а), пользуясь эквивалентной схемой ( 2.12, б):

(в), с составным транзистором (г), тиристорная

Усилительный каскад с ОЭ на двух п-р-п транзисторах показан на 4.34. Их можно заменить одним составным транзистором ( 4.35). Усилительный каскад с ОЭ подробно рассмотрен в § 4.8, для него получены аналитические выражения для основных параметров (4.67) — (4.83), которыми можно воспользоваться при анализе усилительного каскада с ОЭ на составном транзисторе, предварительно заменив с помощью (4.120) параметры п-р-п транзисторов параметрами составного транзистора.

Наибольший коэффициент передачи по току k/ (до 100 и более) и наибольшее значение выходных токов и напряжений имеют оптопары с составным транзистором. Однако этот класс транзисторных оптопар обладает наихудшим быстродействием (#ПеР« ЮОмкс). Наибольшее быстродействие имеют диодно-транзисторные оптопары (tnep^2 мкс).

1. Учитывая малую величину е при большой длительности прямого хода и малое время обратного хода, выбираем ориентировочно ГЛИН с составным транзистором Т2, источником Еъ и входной цепью в виде делителя K1R6 с ускоряющим конденсатором ( 8.13).

Логический элемент И-НЕ с большим коэффициентом разветвления по выходу отличается от рассмотренного логического элемента И-НЕ более мощным выходным каскадом (верхняя часть схемы, показанной на 172) с составным транзистором вместо транзистора VT4. К выходу такого логического элемента можно подключать до 30 логических элементов.

Источник питания. Операционный усилитель может работать как усилитель в стабилизаторе напряжения с обратной связью ( 4.23). Операционный усилитель сравнивает выходное напряжение с эталонным напряжением стабилитрона и соответственно управляет составным транзистором Дарлингтона, выполняющим функции «проходного транзистора». Эта схема обеспечивает стабилизированное напряжение 10 В при протекании через нагрузку тока до 1 А. Некоторые замечания по этой схеме:

Системы управления на интегральных микросхемах. При сравнении схемы 8.1,е со схемой 8.6 можно заметить, что даже при простейшем исполнении количество элементов для схемы с низкочастотным широтно-импульсным регулированием выше. Этот факт, а также недостаточно точная работа таких простейших схем обусловили разработку специальных интегральных схем (ИС). Структура таких схем представлена на 8.7 и 8.8. Обе схемы наряду с источником питания /, который через добавочный резистор Ra подключен непосредственно на напряжение сети 220 В, содержат блок синхронизации 2 и дифференциальный усилитель 4. В схеме 8.7 импульсы управления генерируются составным транзистором, входящим в состав ИС, в то время как в схеме 8.8 эти импульсы формируются при разряде внешнего конденсатора Свн.

В аварийном режиме транзистор VT5 осуществляет защиту выходного составного транзистора VT3, VT4 регулятора от перегрузки. Замыкание в цепи обмотки возбуждения генератора вызывает переход транзистора VT5, а следовательно, и транзистора VT3, VT4 в автоколебательный режим. При этом среднее значение тока через транзистор VT3, VT4 невелико и не может вывести его из строя. Диод VD3 предотвращает опасные изменения напряжения при разрыве цепи обмотки возбуждения составным транзистором УТЗ, VT4, т.е. является в схеме регулятора гасящим диодом. Диод VD4 защищает регулятор от импульсов напряжения обратной полярности. Остальные элементы схемы обеспечивают нужный режим работы ее полупроводниковых элементов.

Упражнение 6.18. Какими свойствами обладает составной транзистор?

GB — допустимый уровень частотных искажений при /=fB- При #рег>(70—800) Ом в цепи регулятора усиления необходимо использовать составной транзистор в виде эмиттерного повторителя, а при 7?Рег< (70—800) Ом — однотранзисторный эмиттерный повторитель.

1. Разработка принципиальной схемы, так же как и структурной схемы, начинается с разработки блока регулирующего транзистора РТ. Для выходного напряжения 12 В и тока нагрузки 5 А в качестве регулирующего наиболее целесообразно применить мощный составной транзистор n-p-rt-типа. Задаем входной ток составного транзистора, поскольку он определяет статический коэффициент передачи тока составного транзистора, а также статические режимы транзисторов усилителя и токостабилизирующего двухполюсника ТД. Усилитель и ТД с целью повышения общего КПД строят на маломощных транзисторах. Для улучшения температурной стабильности режима желательно уста-

Теперь необходимо рассчитать мощность, рассеиваемую на транзисторе Г2- Как следует из рисунка 3.13, напряжение на транзисторе Т\г frei2 — ^кэп + ЧБЭц + t/B3i2 • Параллельно коллекторному переходу транзистора Т\\, как это видно из структурной схемы, включен то-костабилизирующий двухполюсник ТД, построенный на маломощном транзисторе Тг ( 3.14). Транзистор Т? включен по схеме с общей базой. Напряжение на его эмиттере стабилизировано кремниевыми диодами. С помощью резистора /?э устанавливают нужное значение коллекторного тока и стабилизируют его. Очевидно, напряжение на ТД не может быть меньше 2—2,5 В. Принято UКБ п = 2,5 В. Составной транзистор будет построен на кремниевых транзисторах, поэтому принято: (УКБП = = 1,0 В; 1/Бэ= 1,5 В. Тогда минимальное значение t/кэ и=5 В, которое

напряжения на резисторе R$, что будет способствовать дальнейшему открыванию транзистора Tt и запиранию транзистора Т\г- Когда напряжение на транзисторе Тц станет равным напряжению пробоя стабилитрона Дг, ток базы транзистора Tt потечет по цепи Дз — Rt. Транзистор Tt войдет в режим насыщения, перехватит на себя весь ток токостабили-зирующего двухполюсника, а составной транзистор закроется. После устранения перегрузки или короткого замыкания схема остается «защелкнутой». Для восстановления работы стабилизатора необходимо нажать и отпустить кнопочный выключатель S.

В последние годы в усилителях на дискретных элементах и в интегральных микросхемах стали применять составные транзисторы, представляющие собой комбинацию из двух каскадно включенных транзисторов. Чаще других используют комбинацию, известную под названием схемы Дарлингтона ( 2.8). Как видно из схемы, составной транзистор имеет три вывода, эквивалентные

В настоящее время составные транзисторы выпускаются в виде отдельных приборов. Например, широко используется составной транзистор КТ827, параметры которого представлены в табл. 2.3.

3. Что такое составной транзистор (транзистор Дарлингтона)?

С появлением интегральных микросхем электронные фильтры стали более эффективными. На 9.15, в изображена схема электронного фильтра с применением микросхемы. Пульсации во входном напряжении, усиленные операционным усилителем (ОУ) на интегральной микросхеме, еще более закрывают составной транзистор, т. е. еще больше уменьшают выходную проводимость. При этом увеличивается падение напряжения от переменной составляющей на составном транзисторе. Таким образом, снижаются пульса-

В качестве регулирующего элемента используется составной транзистор Тв — Т8. В стабилизаторе предусмотрена защита от перегрузок по току. Для этого между выводами 10 и 11 ( 9.23, б)

Таким образом, составной транзистор позволил сохранить Kv близким к 1, несмотря на увеличение нагрузки (уменьшение RH). 2.13