Стабильное напряжение

Стабильными параметрами травления характеризуются растворы на основе хлорной меди. Разработанные кислые и щелочные составы несколько уступают по скорости растворам хлорного железа, но намного их дешевле. В них не образуется шлам, ПП легко отмываются после обработки, а боковое подтравливание не превышает 3...6 мкм. Растворение меди протекает в соответствии с реакцией

ления от температуры [см. формулу (2.8) ] в рабочем диапазоне температур, более широком, чем у полупроводниковых терморезисторов; возможность изготовления отдельных экземпляров терморезисторов с одинаковыми и стабильными параметрами, чем обеспечивается их взаимозаменяемость.

В производстве гибридных ИМС используется пленочная технология, которая позволяет изготовлять с достаточно стабильными параметрами лишь пассивные элементы — резисторы, конденсаторы, индуктивные катушки. Поэтому чисто пленочные ИМС представляют собой наборы резисторов, конденсаторов или резистивно-емкостные цепи, т. е. являются пассивными ИМС. Активные компоненты в гибридных ИМС, как упоминалось ранее, выполняют в виде дискретных приборов.

• Цель расчета — выбор материалов и определение геометрических размеров и формы пленочных элементов, обеспечивающих получение элементов с воспроизводимыми и стабильными параметрами.

В реальных преобразователях чаще всего применяется последовательная отрицательная обратная связь по напряжению. Она требует минимальное количестве элементов со стабильными параметрами в цепи обратной связи, обеспечивает высокую точность преобразования, малое выходное и большое входное сопротивление; последнее чаще всего необходимо получить :ia практике для измерительных преобразователей с целью уменьшения погрешности взаимодействия.

Полагая, что а преобразователе применены резисторы со стабильными параметрами, изменением которых можнс пренебречь, и задаваясь видом закона распределения величин k, fiPW, At, можно тйти числовые характеристики основной погрешности, используя правило нахождения числовых характеристик функционально преобразС'Ьанных случайны* величин.

Рассмотрим случай многоканальной ОС (см. 2.3, а), когда имеется одна общая петля ОС и п петель местных ОС, причем местные ОС могут быть как отрицательные, так и положительные. Общая ОС только отрицательная, иначе усилитель будет неустойчив. Цепь ОС реализована на элементах со стабильными параметрами. В самом общем случае коэффициент усиления усилителя

На основе этих расчетов ( 11.2,6) можно заключить, что температура активных областей варистора может превышать температуру окружающей среды на несколько сотен градусов. Следовательно, для изготовления варисторов со стабильными параметрами необходим термостойкий материал. Именно поэтому при массовом производстве варисторов используют карбид кремния — один из самых термостойких материалов. Одновременно поликристаллический карбид кремния является очень дешевым материалом.

Способы уменьшения дрейфа УГС направлены на стабилизацию напряжения источников питания и сокращение их количества, применение электронных приборов с более стабильными параметрами, включение

Конструктивно-технологические методы заключаются в использовании материалов, элементов и узлов со стабильными параметрами, применении предварительного старения, выборе стабильных режимов использования деталей. Для уменьшения частотной зависимости применяют, например, частотно-независимые резисторы, для уменьшения температурной зависимости — манганиновые резисторы, имеющие малый температурный коэффициент сопротивления и т. п.

Исходными для расчета пленочных элементов являются схемотехнические данные и технологические возможности изготовления. Цель расчета — выбор материалов и определение геометрических размеров и формы пленочных элементов, обеспечивающих получение элементов с воспроизводимыми и стабильными параметрами. Поэтому геометрические размеры пассивных пленочных элементов рассчитывают с учетом технологических характеристик производства и условий эксплуатации гибридных ИМС.

Генератор смешанного возбуждения отличается от генератора параллельного возбуждения только тем, что из-за последовательной обмотки напряжение на его выводах изменяется незначительно при изменении нагрузки. Следует заметить, что в настоящее время почти все генераторы снабжаются последовательной обмоткой возбуждения с небольшим числом витков, что дает возможность получать более стабильное напряжение при изменении нагрузки.

Для защиты силовой цепи и электродвигателей механизмов от короткого замыкания и стопорных режимов в две фазы обмотки статора генератора включены реле максимального тока. После срабатывания этих реле разрывается цепь питания реле защиты генератора, которое шунтирует своими размыкающими контактами обмотку возбуждения генератора. Сила тока в обмотке возбуждения синхронного генератора уменьшается, а следовательно, уменьшается до нуля его напряжение. Цепь катушки реле защиты генератора получает питание от аккумуляторной батареи, что обеспечивает стабильное напряжение на его контактах и возможность автоматических отключений генератора при срабатывании максимальных токовых реле или реле защитного отключения генератора.

от выпрямителя, дающего стабильное напряжение. Для уменьшения связи между кварцевым осциллятором и остальными каскадами передатчика применен буферный каскад ( 7.11, б), назначение которого — увеличить напряжение стабилизированной частоты и ослабить влияние выходных цепей передатчика на осциллятор.

11.24. Источник питания имеет напряжение ?=345± ±50 В. Необходимо получить стабильное напряжение 200 В на нагрузке #н=4 кОм, если имеются стабилитроны СГ2П с напряжением стабилизации f/CT=108 В и током 5—ЗОмА. Составить схему стабилизации и рассчитать ее элементы.

Стабилитроны. Если приложить к диоду напряжение обратной полярности (минус к области с дырочной проводимостью, плюс к области с электронной проводимостью), то собственное поле п—р-перехода и поле внешнего источника складываются. Это приводит к некоторому увеличению обратного тока, обусловленного неосновными носителями. По мере увеличения обратного напряжения ток внезапно резко возрастает — происходит электрический пробой п—^-перехода. При этом неосновные носители ускоряются электрическим полем п—р-перехода настолько, что их энергия оказывается достаточной для ударной ионизации атомов полупроводника: появляются новые носители заряда, которые в свою очередь ускоряются и вызывают возникновение лавины электронов и дырок. Вольт-амперная характеристика в режиме электрического пробоя проходит практически параллельно оси тока ( 9, а): ток /об резко возрастает, а напряжение ?/от .постоянно. Это позволяет использовать полупроводниковые диоды в режиме пробоя в качестве стабилизаторов напряжения — стабилитронов. Стабилитроны выполняются из кремния и могут стабилизировать напряжение в пределах единиц — сотен вольт. Принципиальная схема простейшего стабилизатора напряжения ?/вх на основе стабилитрона КС133 и резистора R приведена на 9, б. Стабилизация напряжений ниже 1 В достигается использованием кремниевых диодов, включенных в прямом направлении (называемых стабисторами)и обеспечивающих стабильное напряжение 0,7—1 В, как это показано на 9, а:

связи управляет транзисторным регулирующим элементом. Такая структурная схема приведена на VIII.23, а и обведена штрихом, обозначения такие же, как и на структурной схеме VIII.2, а. Здесь показан еще выпрямительный элемент 4. Предварительный стабилизатор (предварительная ступень) управляется отклонением промежуточной регулирующей величины — например, напряжением на коллекторе регулирующего транзистора — и поддерживает ее в заданных пределах. Такая цепь управления с элемента / на элемент Г с помощью измерительного элемента 2' и усилителя 3" приведена на VIII.23, а. Так как вспомогательный регулирующий элемент 1" включен в цепь переменного тока, то уже на вход выпрямительного элемента поступает в значительной степени стабильное напряжение, и транзисторный регулирующий элемент работает практически от неизменного входного напряжения (а — Ь = 0). Это позволяет выбрать t/K-HOM близкое к ^к;т1пдоп и транзистор работает почти в режиме насыщения, когда даже при больших коллекторных токах (близких к максимально допустимому) величина Рк будет небольшой и даже могут не потребоваться радиаторы. Предварительную ступень чаще всего выполняют на дросселях насыщения или тиристорах, и стабилизаторы называются соответственно магнитно-транзисторными или тиристорно-транзисторными. Последние несколько проще, так как у них выпрямление и регулирование осуществляется одним элементом — тиристором. Регуляторы на таких элементах рассмотрены в гл. VII, для превращения их в стабилизаторы надо лишь управление производить от промежуточной регулируемой величины.

При необходимости регулировать выходное стабильное напряжение в широких пределах, помимо описанных выше схем и способов уменьшения величины мощности, рассеиваемой на транзисторе, применяют также секционирование вторичной обмотки силового трансформатора выпрямителя. По мере потребности в более высоком ивых подключают ко входу стабилизатора большее входное напряжение.

Замена напряжения U^2, имеющегося в схеме VII 1.27, в, на стабильное напряжение с помощью стабилитрона Cm исключает влияние изменения UBX на работу схемы. На VIII.27, е и ж приведены схемы защиты от повышения выходного напряжения. Повышение выходного напряжения приводит к пробою стабилитронов в схеме VIII.27, е или коткрытиютиристоравсхеме VIII.27,ж, после чего ивых резко падает до рабочего напряжения стабилитронов или прямого падения напряжения на тиристоре. Так как ток через стабилитроны или тиристор ограничен лишь внутренним сопротивлением стабилизатора, то он достигает значительных величин и срабатывает токовая защита. Порог срабатывания этих схем можно регулировать числом стабилитронов и их током, а также коэффициентом деления напряжения изменением величин сопротивления резисторов R1 и R2.

ЭПС работает следующим образом. На ключ ТЗ воздействует управляющий импульс, выработанный транзистором Т7 триггера Шмидта 77, Т8, после его усиления трехкаскадным усилителем Т6, Т5 и Т4. Цепочка RC между транзисторами Т6 и Т5 обостряет фронт управляющего импульса. Триггер управляется напряжением, снимаемым с резистора, включенного в цепь эмиттеров-транзисторов Т9 и Т10 и формирует прямоугольные импульсы переменной длительности. На транзисторы Т9 и Т10 подается усиленный дифференциальным усилителем Т13 и Т14 сигнал рассогласования. Этот дифференциальный усилитель является измерительным элементом, в нем сравнивается часть выходного напряжения с эталонным. Транзистор Т11 работает как нагрузочный (высокоомный транзисторный двухполюсник). Смещение на Т11 создает транзистор Т12. Эталонное напряжение вырабатывается простейшим транзисторным стабилизатором на транзисторе Т1 ( VIII. 14, б) и снимается с активного делителя, в который включен термокомпенсирующий диод Д2. Схема ЭПС питается стабильным напряжением, получаемым с помощью транзистора Т2, в цепи базы которого имеется стабильное напряжение.

2. Разрядные характеристики. Наиболее стабильное напряжение разряда у РЦ элементов, при длительных режимах разряда (примерно 50 ч). Стабильное напряжение у СЦ аккумуляторов, которые заряжались асимметричным переменным током. Наименее стабильное напряжение у МЦ элементов.

Поверка методом образцовых приборов ( 11.8) заключается в том, что на поверяемый прибор подается некалиброванный скгнал, значение которого автоматически (или вручную) устанавливает отсч*тное устройство прибора на поверяемую отметку шкалы. Это значение сигнала измеряется образцовым средством измерений. Значение сигналов с отсчетнзго устройства к образцового прибора обрабатывается в ЭВМ с целью вычисления метрологических характеристик поверяемого прибора. В такой установка могут поверяться и измерительные преобразователи. Тогда на вход преобразователя подаются сигналы, указанные в нормативной документации на поверяем ли преобразователь. Естественно, что при отсутствии автоматического отсчетною устройства указатель на поверяемую отметку шкалы устанавливает оператор. Он же должен ввести в ЭВМ и значения поверяемого параметра в данной точке) шкалы. На практике уровень автоматизации поверочных работ должен определяться тщательным технико-экономическим анализом. Оптимальным будет такой 1ыбир методов поверки, когда при снижении затрат на проведение поверки повысится качество поверки средств измерений. Точность поверочных установок зависит от их конкретной структуры и использованных при оценке точности методах поверки. Для примера определим точность автоматической установки для поверки приборов, структурная схема которой приведена на 11.9. (ПСИ — поверяемое средство измерений, ОУ — автоматическое отсчетное устройство, ИС •— источник сигналов, НП — нормализующий преобразователь, Д0 — делитель, ИОН — источник образцовых напряжений, АЦП — аналого-цифровой преобразователь, УР — устройство регистрации. Предполагаем, что ИОН генерирует стабильное напряжение или другой сигнал, устанавливающий указатель прибора на поверяемую отметку шкалы. Значение погрешности А при поверке прибора в 1-й точке шкалы может быть определено из соотношения