Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [ 122 ] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

(рис. 8.86). Этому соответствует в р раз меньшее изменение тока ./б- Но при in = const изменения токов и 1к равны по абсолютной величине, поэтому дополнительное изменение тока стабилизатора, вызванное подключением резистора г, оказывается в р раз меньшим изменения тока в этом резисторе.

Из ф-лы (8.39) следует, что влияние шунтирующих сопротив-.лений р и г на величину коэффициента нелинейности будет несущественным в той степени, в какой выполняются неравенства:

Р»/?оыхб. (8.40)

,rf (8.41)

Таким образом, при необходимости подключения внешней нагрузки к генератору пилообразного напряжения недопустимо присоединять ее параллельно стабилизатору, а желательно - параллельно транзистору. Но даже и в этом случае для многих практических схем генераторов, как это будет показано далее, условие (8.41) не выполняется и подключение г может резко ухудшить линейность.

Эффективным способом ослабления шунтирующего действия •сопротивления г является использование в стабилизаторе тока составного транзистора (см. параграф 2.3.6).

Перейдем к рассмотрению остальных параметров транзисторного стабилизатора тока. Максимальное значение напряжения на стабилизаторе (рис. 8.7а) Ыначмакс определяется величиной наибольшего допустимого напряжения на транзисторе ([/кэдоп), минимальное Ыкопмин - опасностью насыщения транзистора. Величина Ыконмта составляет доли вольта, и поэтому максимально до-лустимое изменение напряжения на стабилизаторе, определяющее амплитуду генерируемого пилообразного напряжения Um, оказывается практически равным [/кэдоп- Эта величина составляет обычно 10- 15 В и лишь для некоторых типов транзисторов достигает нескольких десятков вольт.

Относительную нестабильность начального тока можно найти, если учесть, что этот ток при постоянном напряжении на стабилизаторе записывается, как это видно из рис. 8.7а, следующим образом:

*нач

I == к нач = «4 нач + /кО = а -- + IкО- (8.42)

При ЭТОМ, полагая ее » 1, получаем для изменения величины гнач

А/„ач = "i""" + А/ко- (8.43)

Учитывая, что величина Ыбэ зависит от величины тока базы и от положения входной характеристики, определяемого температурой



G = /° с, получаем

I I «б э нач I ло I 1"б

АI Иб 3 нач I = It АВ + il А/б = я де + Л„зА (-

- Л де - Л„э- АР = Я де - hnel... -f-, (8.44) где Я = "gg"". С учетом ф-л (8.43), (8.25) и (8.44) имеем

Дгнач А£ ЯА6 , АпбначДР , А/кр/? ,о .г.\

Из ф-лы (8.45) следует, что нестабильность начального тока стабилизатора определяется нестабильностью напряжения Е и изменением температуры. При использовании стабилизированного источника напряжения Е основную роль играет температурная составляющая нестабильности

А/ко/? , /гцбнач Ар ЯД6 Ое--ё- +-Ё--р---(-46)

Для ее оценки учтем, что с ростом температуры величины /„о и р увеличиваются, а входная характеристика транзистора = = f{\u6s\) смещается влево [Я - -(2-н-3)мВ/град]. Тогда при изменении температуры в рабочем диапазоне (от -50 до --50°С) и значениях параметров: гнач = 5 мА; Е = ЮВ; R - 2кОм; ftna = = 50 Ом; Др/р л: 1 и Д/ко= 100 мкА - все составляющие в ф-ле (8.46) имеют один и тот же порядок и суммарное значение ое-оказывается весьма значительным - 6,5%.

Для снижения температурной нестабильности начального тока стабилизатора желательно выбирать транзисторы с малым влиянием температуры на величину /ко и малым входным сопротивле-, нием /iii6 = /?Bx6, увеличивать Е и уменьшать R. При этом увеличение тока 1нач не приводит к росту второй составляющей в-ф-ле (8.46), так как t„ftn6 ~ const для данного типа транзисторов.

Остановимся на влиянии инерционности транзистора на работу стабилизатора тока. Для этого рассмотрим схему стабилизатора при наличии резистора г, шунтирующего транзистор (рис. 8.9).. Будем полагать, что резистор р отсутствует (влияние инерционности транзистора не связано с величиной р), а также, что условие-RRbxs выполнено и, следовательно, ток in практически идеально стабилизирован.

Во время рабочего хода напряжение на стабилизаторе и, следовательно, на резисторе г линейно уменьшается со скоростью k = UmlT-p. Ток ir при этом падает со скоростью ki = k/r.

При постоянном токе Ir ток ia возрастает, очевидно, также со скоростью ki. Если бы транзистор не обладал инерционностью, ток iK возрастал бы по линейному закону со скоростью aki. Однако благодаря инерционности транзистора переходная характеристика коллекторного тока приближенно может быть представлена экспо-



нентой

h{t)=a{l -е~). , (8.47)

При воздействии линейно изменяющегося сигнала Aia = kit на день с экспоненциальной переходной характеристикой (8.47) получаем для изменяющейся части коллекторного тока следующее выражение (см. разд. 1.3):

AtK{t) = a[kit-kirSl-e .

(8.48)

При ЭТОМ изменяющаяся часть тока стабилизатора

At (t) = Air (t) + AtK (t) = - [(l- a) kit + akiXa (1 - e"")] . (8.49)

Таким образом, инерционность транзистора приводит к большему изменению тока Ai стабилизатора за время рабочего хода и, следовательно, к увеличению коэффициента нелинейности у.

Физический смысл полученного результата состоит в следующем. Благодаря инерционности транзистора рост токэ коллектора .запаздывает по отношению к росту тока эмиттера. При этом появляется дополнительный ток базы, что при постоянном токе Ir приводит к увеличению изменения тока стабилизатора.

Используя ф-лу (8.49) и полагая Гр » т, получаем

{\-n)kiTp + nkiXa UmR

гнач

(8,50)

Сравнение ф-лы (8.50) с (8.39) при р = оо, Явихбг показывает, что заметное увеличение коэффициента нелинейности на-блюдается при длительности рабочего хода Гр, соизмеримой с постоянной времени транзистора тр.

8.3.3. ОСОБЕННОСТИ ЛАМПОВЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ ТОКА

Принцип работы лампового стабилизатора (рис. 8.76) отличается от ранее рассмотренного принципа работы транзисторного лишь отсутствием сеточного тока, являющегося аналогом тока базы в транзисторном стабилизаторе (обычно ык<;0). Начальный ток лампового стабилизатора «иач = fa пач ~ (£ - к)

E/R (£»«к).

С целью получения формулы для коэффициента нелинейности лампового стабилизатора воспользуемся соответствующим выражением для транзисторной схемы (8.32). При этом учтем, что для электронной лампы Рвыха = Ru Rbxs AugJAig; р = Ata/Ag; 5 = AiJAugK. Подставим величины из этих выражений в ф-лу (8.32) и, переходя к пределу (Д%->-0), найдем

Е Ri (SR + 1) •



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [ 122 ] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0012