рается и его колллекторный ток возрастает с постоянной времени Тр ртц, стремясь к уровню р/а. Будем считать, что отпирающий сигнал сильный (т. е. р/ё > /кн). В таком случае, как было показано в параграфе 2.3.2, можно считать, что во время формирования фронта коллекторный ток растет по линейному закону:

(3.9)

Длительность фронта определяется моментом достижения током 1н(0 значения /,ш. При определении /«н следует иметь в виду

0--С

Рис. 3.15

комплексный характер коллекторной нагрузки. При С->оо коллекторная нагрузка R\\ Rk= r] (т- е- кн = "щ)• при

С-»О коллекторная нагрузка равна Rk (т. е. 1ка = EJRk), в промежуточном случае, при конечном значении С, нагрузка транзистора изменяется в процессе разряда конденсатора.

Нетрудно определить длительность переключения транзистора из условия изменения напряжения на коллекторе от уровня \Uk\ = Ek до уровня нк = икн 0. Эквивалентная схема коллекторной цепи в активной области приведена на рис. 3.156;

транзистор в схеме представлен для простоты только генератором тока Jk() (3.9) без учета его выходного сопротивления Гн. Так как изображение по Лапласу (3.9)

/к(0->/к(р)==4

то нетрудно получить при помощи рис. 3.156 изображение выходного напряжения С/вых(р) и затем перейти к оригиналу

I«bhx()I=?kCPU

т, = С(Р + Рк).

Напряжение Ыдк на резисторе Р„ равно:

(3.10) (3.11)

(3.12)

Выходное напряжение нарастает по закону (3.10) до момента ф, когда Uk становится равным нулю, т. е. hrk = £„. Прирав-

няв выражение (3.12) Ек, можно определить длительность фронта = Ф и затем, подставив в ф-лу (3.10) величину = /ф, вычислить амплитуду выходного напряжения:

U„г.u.=$-R.CR VI -е

Из системы уравнений

= 0 и

(3.13)

можно

определить оптимальные значения Rk опт и Сопт, при которых амплитуда выходного импульса максимальна. Приведем, однако, лишь грубую оценку этих величин.

При t>tl, транзистор насыщен и конденсатор С разряжается с постоянной времени, равной CR. Таким образом, общую длительность выходного импульса можно оценить по формуле

нвых«4 + ЗРС.

(3.14)

Если считать, что во время формирования фронта напряжение на конденсаторе С не изменится, то /ки = £к ?в и

(3.15)

При этом, очевидно, < Тс и из ф-лы (3.13) следует

т вых

R + Rk

Выбор параметров можно произвести, например, в следующем порядке. По допустимой длительности фронта после выбора транзистора (т. е. величины "Тц) и величин Iq и Ец определяют из ф-лы (3.15) величину Rk, по заданной длительности <ивых из ф-лы (3.14) вычисляют С, предварительно выбрав R, например: R = Rk. Как было указано в разд. 1.3, емкость С должна быть больше суммарной паразитной емкости Со, шунтирующей R (которую здесь для простоты не ввели в рассмотрение). Поэтому полученное из ф-лы (3.14) значение следует сравнить с Со и при С Со увеличить С и соответственно изменить R в Rk-

Схема формирователя с укорачивающим трансформатором на выходе аналогична схеме ключа с трансформаторным выходом (рис. 2.29), рассмотренной в параграфе 2.3.2. Роль укорачивающей индуктивности играет индуктивность намагничивания L. Если выбрать параметры Ru, L, Со так, чтобы обеспечить критический апериодический режим, то на выходе (см. параграф 2.3.2) получим импульс с длительностью, примерно равной 2я 1/LCo ~ 3L/i?m, и амплитудой и,пвых == ткП, где п ~ WiJWi - коэффициент трансформации, UmK - амплитуда импульса на коллекторной обмотке.

Выбор параметров приведен в разд. 2.3.2.

3.2.3. УСИЛИТЕЛИ-ФОРМИРОВАТЕЛИ С УКОРАЧИВАЮЩЕЙ ЦЕПЬЮ НА ВХОДЕ

Схема формирователя с RC - цепью и соответствующие временные диаграммы приведены на рис. 3.16. В схеме формируется импульс, имеющий короткие фронты и, благодаря использованию режима насыщения транзистора, плоскую вершину; последнее отличает этот импульс от импульса, формируемого в схеме с укорачивающей цепью на выходе.

Рассматриваемая схема благодаря возможности формирования импульсов с фиксированными амплитудой и длительностью широко применяется для получения тактовых импульсов (аналогичное применение имеет схема с входным укорачивающим трансформатором, рассматриваемая ниже).

Принцип работы формирователя заключается в следующем. В исходном состоянии транзистор заперт. При подаче отпирающего перепада t/твх входного напряжения «„х транзистор отпирается, ток базы it после начального скачка убывает вследствие заряда конденсатора С. Предполагается, что отпирающий ток базы - сильный сигнал и коллекторный ток возрастает практически по линейному закону; за время t% коллекторный ток достигает уровня /ки ~ EkIRk и напряжение Uk достигает уровня «кн ~ 0.

Транзистор оказывается в режиме насыщения - формируется плоская вершина. По мере спада тока базы в ней происходит рассасывание избыточного заряда; в момент ti ie - h

II, но из-за

инерционности транзистор еще насыщен, и только в момент 4 220