книги / Электротехнические устройства радиосистем

Для двойного составного транзистора эквивалентные параметры определяются следующими выражениями:

ный ток коллектора составного транзистора; гвх.с — вход­

параметры транзисторов, входящих в составной тран­ зистор.

Применение составного транзистора позволяет согла­ совать мощный регулирующий транзистор Т\2 с мало­ мощным усилительным транзистором Т2.

Кроме того, составной транзистор позволяет значи­ тельно увеличить сопротивление цепи коллектора и уменьшить ток / к.0.

Основные параметры схем на рис. 8-16 — стабиль­

'r62

Ввыражениях (8-18) — (8-23) гд— динамическое сопро­

тивление стабилитрона, а коэффициент фильтрации при­

ближенно равен Y=-

На рис. 8-17 изображена схема стабилизатора напря­ жения с параллельным включением регулирующего

Ток базы и ток коллектора транзистора Г2 возраста­ ют. Увеличение тока коллектора транзистора Г2 приво­ дит к увеличению тока базы, а следовательно, и тока коллектора регулирующего составного транзистора 7V Это приводит к повышению напряжения на резисто­ ре R r, так что выходное напряжение UBых с определен­ ной степенью точности остается неизменным.

Основные параметры схемы на рис. 8-17 выражаются следующими формулами:

фильтра выпрямителя не будет сказываться на работе стабилизатора. Поэтому в стабилизаторах с параллель­ ным включением регулирующего транзистора при им­ пульсной нагрузке возможно применение индуктивного фильтра.

В стабилизаторах с последовательным включением регулирующего транзистора при скачкообразном воз­ растании тока нагрузки в индуктивности фильтра будет иметь место переходный процесс, характеризуемый рез­ ким падением напряжения па входе стабилизатора.

Недостатком линейных стабилизаторов напряжения является сравнительно низкий к. п. д., так как в регули­ рующем элементе выделяются значительные потери

As.и —

где Р — коэффициент усиления по току транзистора в схеме с об­ щим эмиттером на границе активной области и области насыщения.

в режиме насыщения. Полагаем, что UK.3='Ul{.0.u, UQ.O—UQ.O.U и

^к.э.н='£/б.э.ц- Входное и выходное сопротивления триода опреде­ ляются следующими выражениями:

где 5* = / к.макс/^б.э.и — крутизна характеристики транзистора на границе активной области и области насыщения.

Для экспериментального определения основных параметров транзистора на границе активной области и области насыщения можно воспользоваться схемой, изображенной на рис. 8-20.

Значение мощности, рассеиваемой транзистором в режиме на­

Рабочая точка будет перемещаться из области отсечки в область насыщения. При этом на коллекторе формируется положительный фронт /п. В промежутке времени 1{—12 транзистор находится в на­ сыщении. Концентрация дырок в режиме насыщения резко возрас­ тает и ограничивается только рекомбинацией носителей.

В частности, в режиме насыщения имеется значительная кон­ центрация дырок в базе около коллектора. Поэтому после оконча­ ния отрицательного импульса тока базы (и даже при задании в базу положительного импульса), ток и напряжение коллектора начинают изменяться с задержкой на время рассасывания /р избыточной кон­ центрации неосновных носителей в базе (сверх той, которая соот­ ветствует режиму границы насыщения). При рассасывании в цепь базы можно задать положительный ток, значительно превышающий максимальное значение / к.0. Это объясняется тем, что, пока тран-

Рис. 8-21. Переходные характеристики в тран­ зисторе при переключении.

зистор не вышел из насыщения, змиттерный переход его представ­ ляет весьма малое сопротивление. Когда концентрация дырок в базе вблизи коллектора достигает равновесного значения, обратное напря­ жение на коллекторном переходе быстро возрастает, а ток умень­ шается. При этом на коллекторе формируется отрицательный фронт напряжения длительностью tc.

Время переключения транзистора зависит как от формы управ­ ляющего тока, так и от его частотных свойств. Время включения триода возрастает с увеличением коллекторного тока и снижается с увеличением тока базы. Наличие .избыточного тока базы увеличи­ вает время выключения и уменьшает время включения. Время вы­ ключения транзистора существенно сокращается, если по окончании импульса к выводам база — эмиттер подводится напряжение с за­ пирающей полярностью.

.Мощность, рассеиваемую транзистором в активной области, можно определить, зная время включения i n и время выключе­

ния tc.

При выводе формулы мощности нарастание и спад коллектор­ ного -тока и напряжения (рис. 8-21) аппроксимируются линейными зависимостями.

В этом случае выражение для коллекторного ,тоКа и напряже­ ния в интервале to + U примет следующий вид:

Выражения для коллекторного тока и напряжения в интервале вре­ мени t, — <4

t — /3

‘к = /к

Мощность, рассеиваемая транзистором в интервале (/3 — /4):

/а+*с

Общая мощность, рассеиваемая транзистором в активной обла­ сти, равна сумме мощностей, определяемых выражениями (8-27) и (8-29), т. е.

Р п = -

Из выведенных ранее выражений найдем мощность, рассеивае­ мую транзистором при воздействии на его базу прямоугольных им­ пульсов с периодом Т Мощность рассеяния транзистора в этом случае состоит из мощности, рассеиваемой в области отсечки, в об­ ласти насыщения >ичв активной области, т. е.

ких частотах определяется, в основном, мощностью, рассеиваемой транзистором в области насыщения.

При повышении частоты мощность, рассеиваемая транзистором в активной области растет. При больших частотах мощность рас­ сеяния в активной области может достигать больших значений, по­ этому максимальная частота переключения зависит от фронтов трио­ да /„ и

При малых частотах преимущества режима переключения по сравнению с линейным режимом работы транзистора становятся очевидными, особенно если учесть, что в этом режиме зависимость параметров транзистора от окружающей температуры и нелиней­ ности характеристик транзистора не играет существенной роли, так как рабочая точка может находиться в области отсечки или в обла­ сти насыщения.

Незначительная мощность рассеяния в режиме переключения позволяет использовать полупроводниковые триоды в более тяжелых температурных условиях и при больших коллекторных токах.

8-6. ИМПУЛЬСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В импульсных стабилизаторах напряжения регулирующий транзистор работает в режиме переклю­ чения, что позволяет повысить коэффициент использова­ ния самого транзистора, повысить к. п. д. стабилизатора и уменьшить его габариты.

Наиболее широкое распространение нашли два типа импульсных стабилизаторов: стабилизаторы с широтно-

Рис. 8-22. Блок-схема импульсного стабилизатора напряже­ ния с широтно-импульсной модуляцией.

импульсной модуляцией и релейные стабилизаторы или стабилизаторы с двухпозиционным регулированием. Блок-схема стабилизатора с широтно-импульсной моду­ ляцией изображена на рис. 8-22.

Принцип работы схемы заключается в следующем. Выпрямленное напряжение через фильтр или непосред­ ственно с выпрямителя подается на транзистор, а затем