Установа освіти
Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
Кафедра систем телекомунікацій
РЕФЕРАТ
На тему:
«Стабілізатори напруги»
МІНСЬК, 2008
СТ характеризуються наступними параметрами (рис. 1, а): максимальна (воно ж номінальне) вихідна напруга U 2 m ах, діапазон його регулювання і допустима відносна нестабільність ; Максимальний (він же номінальний) струм I Н навантаження і діапазон його змін DI Н (зазвичай приймають I Н min = 0 і DI Н = I Н max , Інакше СТ може вийти з ладу при холостому ході або в моменти включення при індуктивному характері навантаження); вихідний опір ; Коефіцієнт стабілізації коефіцієнт корисної дії (U 1 ном, I 1 ном - номінальні вхідні напруга і струм). Тимчасової (температурний) дрейф характеризують абсолютним або відносним зміною вихідної напруги за певний час (у певному діапазоні температур).
СТ бувають паралельного та послідовного типів. Паралельний СТ (рис.1, б) містить регулюючий 1 і опорний 3 матеріалів, що порівнює і підсилювальний елемент 2. У ньому при нехтуванні струмом через внутрішній опір R i елемента 1 виконується умова , Звідки [4]
, (1)
де DI У, DI Р, DI Н, DU 1, DU 2 - збільшення (зміни) відповідно струмів порівнює, що регулює елементів і навантаження, вхідної та вихідної напруги.
У реальних СТ I У <<I Р. З урахуванням цього при DU 1 = DU 2 = 0 (незмінне вхідний і ідеальна стабілізація вихідної напруги) слід DI Р = - DI Н, тобто струми навантаження та регулюючого елементів змінюються протилежно. Якщо ж I Н = const, то - Зміна струму прямо пропорційно збільшенню напруги U 1. З цього випливає, що мінімальний струм I Р min регулюючого елементу відповідає максимальному току I Н max навантаження та мінімального вхідній напрузі U 1 min . Тоді при
.
Очевидно, I Р ном>> I Р min, якщо опір R 0 СТ мало. Максимальний струм I Р max, за яким підбирають елемент 1, відповідає режиму холостого ходу і напрузі U 1 max:
де I 1 min = I Р min + I Н max - Мінімальний вхідний струм паралельного СТ.
Вважаючи DU 1 = 0, підставляючи і , Приходимо до виразу для вихідного опору СТ
, (2)
де - Так зване характеристичне опір, рівний вихідному опору активної частини СТ (при );
R У - сумарне вхідний опір елемента 2 з урахуванням елемента 3;
K i - сумарний коефіцієнт посилення струму елементів 2 і 1.
Часто . Тоді .
Підставляючи , і , Можна отримати
. (3)
У більшості випадків , Тому , Тобто для збільшення коефіцієнта стабілізації треба зменшувати характеристичний опір. Це ж необхідно для зниження вихідного опору. Необхідну досягають підвищенням коефіцієнта K i посилення.
На практиці часто застосовують найпростіший паралельний СТ напруги, званий параметричним (рис. 2, а). Стабілітрон VD поєднує функції опорного та регулюючого елементів. Коливання напруги U 1 або струму I Н призводять до зміни струму I д = I ст, але напруга U 2 = U ст змінюється незначно: U ст »const. Тому DU 1 = DU R 0 і , Де DU 1, DU R 0, DI ст - зміни відповідно напруг U 1, U R 0 і струму I ст стабілітрона; R 0 - баластна опір (рис. 2, в).
Для розглянутого діодного СТ справедливі співвідношення (1 - 2) при K i = 0 і
,
де r д - диференціальний опір стабілітрона, який підбирають виходячи з значень напруги U 2 і струму I Н. Очевидно, при K i = 0 = R д, тобто в діодних СТ характеристичний опір є величиною заданої. Відповідно і . Струм I ст min вибирають в межах 2 ... 3 мА для малопотужних і 3 ... 5 мА для потужних стабілітронів. Опір r д, залежне від струму I ст, приймають рівним номінальному (середньому) значенню. Виходячи з допустимого струму I ст доп оцінюють максимальний струм навантаження.
Діодні СТ прості і надійні, але їх недоліками є неможливість регулювання вихідної напруги і невисокий коефіцієнт стабілізації (близько 15 ... 50), особливо при великих струмах навантаження I Н> I ст ном. Можливий спосіб збільшення параметра K - застосування каскадних схем (рис. 2, б). Розрахунок такого СТ виконується "справа наліво". Вихідний опір визначається стабілітроном VD2. Діодні СТ застосовуються в основному в якості джерел опорної напруги в більш потужних СТ і для живлення слабкострумових схем, наприклад, ланцюгів зсуву. У цьому випадку вдається забезпечити умову I Н max £ I ст min , При якому стабільність може бути прийнятною. Температурний і часовий дрейф параметричного СТ такий же, як в окремого стабілітрона. У широкому інтервалі температур дрейф напруги U 2 доходить до 10% і більше, тобто набагато перевищує нестабільність напруги U 1 і струму I Н. Аналіз показує, що однокаскадний паралельний СТ (містить однокаскадний регулюючий елемент) не має переваг перед діодним, а двохкаскадний (з двокаскадного регулюючим елементом) поступається двокаскадного послідовному СТ.
Послідовний СТ (рис.3) напруги містить регулюючий 1 і опорний 3 матеріалів, що порівнює і підсилювальний елемент 2. У ньому виконується умова (R i - внутрішній опір елемента 1), звідки для збільшень
. (4)
У реальних СТ I У <<I Н. З урахуванням цього при DU 1 = DU 2 = 0 слід DI Р = DI Н, тобто струм регулюючого елемента повторює зміну струму навантаження. Якщо ж I Н = const, то - Зміна струму елемента 1 протилежно зміни струму через опір R i, яким принципово не можна нехтувати. З цього випливає, що в послідовному СТ максимальний струм I Р max регулюючого елементу відповідає максимальному току I Н max навантаження та мінімального вхідній напрузі U 1 min.: (Часто з запасом беруть ). Послідовний СТ не може працювати в режимі холостого ходу (в цьому випадку I Р <0). Для нормального функціонування через елемент 1 повинен протікати мінімальний (залишковий) струм . Струм I Н min забезпечують підключенням на виході постійного опору (шунта). Тоді по відношенню до зовнішньої навантаженні холостий хід допустимо, але під струмом I Н max треба розуміти суму струмів власне навантаження і шунта I Ш = I Н min . У робочому режимі напруга на регулюючому елементі U Р = U 1 - U 2. Але в момент включення (з урахуванням ємності на виході) і при короткому замиканні U Р = U 1, через що регулюючий елемент вибирають з умови U Р max = U 1 max .
Вважаючи в (3) DU 1 = 0, і , Маємо
, (4)
де параметри , R У, K i аналогічні параметрам паралельного СТ, а підставляючи сюди ж і ті ж DI Р і DI У, знаходимо коефіцієнт стабілізації
. (5)
У послідовних СТ, як і в паралельних, . Тому . Через неідеальних властивостей регулюючого елемента , І коефіцієнт стабілізації має кінцеве значення.
Однокаскадний послідовний СТ і його Малосігнальная еквівалентна схема наведено на рис. 4, а, б. Підсилювальна частина представлена транзистором VT, опорна - стабілітроном VD, стабілізованою напругою Е 0 і баластовим опором R 0. По-суті, СТ являє собою емітерний повторювач, потенціал бази якого стабілізовано, а напруга колекторного харчування змінюється в широких межах.
Порівнюючи схеми рис. 3 та рис. 4, а, б, встановлюємо: , , , = , Де r Е, r Б, , B - параметри транзистора VT у схемі з ОЕ; r д - диференціальний опір стабілітрона VD. Кількісні розрахунки показують, що при середніх значеннях параметрів транзисторів середньої потужності = 5 кОм, r Б = 20 Ом, b = 30, I К = 0,25 А і r д = 10 Ом вихідний опір та коефіцієнт стабілізації приблизно рівні 1 Ом і 125 разів. Величина K прийнятна, але R вих порівняно велика і обмежує максимальний струм навантаження в однокаскадного СТ.
У розглянутому СТ напруга Е 0 передбачалося абсолютно постійним. На практиці діодний СТ харчується від того ж джерела. Позначивши DЕ 0 = h × DU 1 (h <1) і включивши це джерело змінної напруги послідовно з опором R 0, можна показати, що коефіцієнт стабілізації зменшується в (1 + ) Разів. Найбільш часто баластна опір R 0 підключають до входу СТ напряму, що різко знижує значення K. Дійсно, в цьому випадку зміни вихідного і опорного напруг приблизно однакові (зміною напруги база - емітер транзистора VT нехтуємо). Тому коефіцієнт стабілізації СТ близький до аналогічного опорної частини, який через невеликого значення R 0 (100 ... 300 Ом) не перевищує 10 ... 20.
Основний недолік однокаскадного послідовного СТ - порівняно великий вихідний опір. Кращі властивості має двохкаскадний СТ (рис. 4, в), у якому транзистор VT1 є регулюючим елементом, а транзистор VT2 - порівнює і підсилювальним. У цьому випадку , , і = , Де I К1, b 1 - струм колектора транзистора VT1 і коефіцієнт передачі його струму в схемі з ОЕ; R вх2, r Б2, r Е2, b 2 - вхідний опір і параметри транзистора VT2; r д - диференціальний опір стабілітрона VD. Наприклад, при I К2 = 10 мА, r Б2 = 50 Ом, b 1 = b 2 = 30 і r д = 10 Ом маємо R вих »0,15 Ом. Виграш в порівнянні з однокаскадний схемою значний. Відповідно зростає і коефіцієнт стабілізації: K »1000.
Зазвичай мінімальний струм стабілітрона VD перевищує струм I Б2 транзистора VT2. Тому вводять додаткове зміщення з допомогою опору R д від ІП напругою-Е д (показано пунктиром): (I д (I R д) - струм стабілітрона (через опір R д)). Для виключення струмопровідної ланцюга стабілітрон VD включають в ланцюг емітера транзистора VT2, а базу останнього з'єднують з виходом СТ (див. рис. 4, в). У такій схемі транзистор VT2 працює при низькій напрузі колектор - база U КБ2 = U БЕ1 <<U 2, що є додатковою перевагою. Недолік - підвищений вхідний опір . Через це зростає вихідний опір , Що знижує коефіцієнт стабілізації, в порівнянні з базовим включенням, в три з гаком рази.
Типові значення параметрів двокаскадного послідовних СТ складають R вих = 0,1 ... 0,5 Ом, K = 200 ... 800 і I Н = 0,2 ... 0,5 А. У разі бульшим струмів (потужностей) і підвищених вимог до коефіцієнта стабілізації необхідно подальше зменшення характеристичного опору за допомогою збільшення коефіцієнта K i . Це досягається або використанням багатокаскадних підсилювачів в порівнюються і усилительном елементі СТ, або застосуванням в якості VT1 складеного Т, що найбільш часто використовують на практиці. Випускаються складові (з двох елементів) Т, спеціально призначені для СТ. У такій схемі опір R вих може становити соті (тисячні) частки ома.
Розглянуті СТ забезпечують вихідну напругу U 2 »U ст (U ст - напруга стабілізації діода VD). На практиці часто необхідно мати відмінну від U д = U ст величину, регульовану ступенями. Найбільш поширений спосіб підвищення U 2 представлений на рис. 4, м. Він придатний також у паралельних СТ. Вважаючи U БЕ »0, маємо . Для зменшення параметра R У опір R 2 вибирають малим, так що і . При такому низькоомний дільнику, зробивши опору змінними, можна плавно регулювати вихідну напругу.
По теоремі про еквівалентному генераторі розглянута схема переходить в схему рис. 4, д, в якій і . У відсутність дільника прирощення вхідного струму становить , З них - , Тобто дільник зменшує приріст DI У при однаковому зміні DU 2. Це рівносильно підвищенню R У і відповідно . Тому коефіцієнт стабілізації погіршується:
,
де K 0 - коефіцієнт стабілізації без дільника.
Очевидно, навіть в граничному випадку R справ = 0 СТ з дільником у разів гірше ( ). Тому при регулюванні вихідної напруги параметри СТ змінюються і оптимальні при U 2 = U 2 min .
Для отримання малих регульованих напружень застосовують схему рис. 4, е, в якій при через опір R 1 протікає заданий струм . Тому, змінюючи R 1, можна отримати як великі, так і малі напруги U 2 (близькі до 0 В). Практично U 2 min »U БЕ = 0,7 В.
У СТ вихідна напруга дорівнює U 2 = U д + U БЕ (U д (U БЕ) - напруга опорного елемента (база - емітер Т)) або пропорційно цій сумі. Тому тимчасовою і температурний дрейф напруги U 2 визначається змінами DU д і DU БЕ при незмінних значеннях U 1 і R Н. Часовий дрейф параметра U д практично відсутня, аналогічний параметра U БЕ є хаотичним і багато в чому залежить від якості Т. Температурні залежності U д = = f 1 (Т ) І U БЕ = f 2 (Т ) Визначаються температурним коефіцієнтом e напруги. Стосовно до стабілітрона e> 0 і зростає з підвищенням номіналу U д і зростанням струму I д. Коефіцієнт e транзисторів є негативним при малих струмах і зменшується за модулем при збільшенні струму I Е. Практично позитивна складова температурного коефіцієнта превалює і напруга U 2 зростає при збільшенні температури, так що його сумарний коефіцієнт становить e ст = 2 ... 5 мВ / град. Якщо це неприйнятно, то застосовують складовою опорний елемент, що поєднує пряме і зворотне включення стабілітронів. Він дозволяє знизити значення e ст до 0,1 мВ / град, але взаємна компенсація присутній лише у вузькому діапазоні струму I д, що необхідно враховувати.
Вихідний опір транзисторних СТ, особливо багатокаскадних, дуже мало, але це справедливо для статичної величини R вих. При стрибкоподібних змінах струму I Н коефіцієнт b транзисторів в перший момент дорівнює нулю, відповідно K i (0) = 0, і початкова вихідний опір R вих (0) » (0) »r д + r Б + r Е може на порядок перевищувати значення R вих. Відновлення відбувається через час, визначений постійної t b часу Т. Для виключення цього вихід СТ шунтируют досить великий ємністю С, вибраною за умовою СR вих ср>> t о, де t о - еквівалентна стала часу, що дорівнює в першому наближенні сумі постійних t b всіх транзисторів СТ; - Усереднене по інтервалу перехідного процесу вихідний опір. При R вих ср = 0,1 Ом і t о = 10 мкс необхідне значення С становить сотні мікрофарад.
Коефіцієнт стабілізації K як функція характеристичного опору - Теж комплексна величина. Її модуль зменшується з підвищенням частоти пульсацій і швидкості зміни напруги U 1. Але стрибкоподібні зміни DU 1 малоймовірні, тому що СТ харчується від випрямляча з фільтром.
СТ з активним регулюючим елементом часто називають компенсаційним. Великого поширення набули СТ на операційних підсилювачах. Найпростіша схема такого СТ, використовувана при малих струмах навантаження, наведена на рис. 5, а. Напруга (K оу - коефіцієнт підсилення з ОС) залишається постійним при зміні навантаження. Змінюючи опір R ос, можна регулювати величину U 2. При великому струмі I Н застосовують компенсаційний СТ послідовного типу на операційному підсилювачі (рис. 5, б). У ньому необхідний діапазон регулювання вихідної напруги вибирається за допомогою опорів R 1, R 2 і R 3.
Останнім часом випускаються СТ повністю в інтегральному виконанні. Вони являють собою трехполюснікі (рис. 5, в, г), конструюються на позитивний-ні і негативні вихідні напруги величиною 5, 6, 8, 12, 15, 18 і 24 В при струмах навантаження до 3 А. Для збільшення значення I Н разом з ним можна застосовувати прохідні Т. Такі СТ називаються ще перетворювачами постійного струму в постійний з високою фільтруючою здатністю (стабілізують напругу U 2 в межах 5 мВ).
У них в якості джерела опорної напруги крім стабілітрона застосовують Т за схемою з ПРО. Регулюючий елемент представляє складовою Т з двох (декількох) Т. підсилювальних елементів є операційний підсилювач або (у деяких випадках) просто диференціальний каскад. Використовується та або інша форма внутрішнього обмеження струму і захист від температурних перевантажень. Вітчизняною промисловістю випускаються СТ послідовного типу на гібридних і монолітних інтегральних схемах.
Паралельні СТ нечутливі до струмовим перевантаженням, тому що зі збільшенням струму I Н зменшується струм I Р. При значеннях I Н>> I Н max регульований Т замикається. У разі короткого замикання на виході напруга U 1 повністю падає на баластному опорі R 0. Послідовні СТ чутливі до перевантажень, оскільки струми I Н і I Р змінюються однаково. При значеннях I Н> I Н max підсилювальний і опорний елементи замкнені, а регульований Т працює з максимальним базовим струмом I Б, визначеним струмовідвозним опором і різницею напруг U 1 - U 2. Коротке замикання збільшує струм I Б, напруга на Т зростає в разів. Це різко підвищує рассеиваемую потужність, і Т виходить з ладу. Тому послідовні СТ доповнюють захисним реле. При однаковому значенні I Н в паралельних СТ необхідні більш Потужнострумові (приблизно вдвічі) Т, ніж в послідовних. Останні володіють більш високим коефіцієнтом корисної дії. Але при вирішенні конкретних завдань паралельні СТ можуть бути практично рівноцінними, а з урахуванням їх здатності навантаження - навіть оптимальним варіантом.
ЛІТЕРАТУРА
1. Ільїнков В.А., Капуро П.А., Румянцев А.В. Схемотехніка пристроїв і систем телебачення. Ч. 1: схемної реалізації основних перетворень в телебаченні: Навчальний посібник з курсу "Схемотехніка пристроїв і систем телебачення" для студентів спеціальності "Телекомунікаційні системи": У 2-х ч. - Мн.: БДУІР, 2007 .- 126 с.
2. Степаненко І. П. Основи теорії транзисторів і транзисторних схем. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Енергія, 2003. - 608 с.
3. Побутова радіоелектронна техніка: Енциклопедичний довідник / За ред. А.П. Ткаченко. - Мн.: Бел. Енциклопедія, 2005. - 832 с.
4. Хохлов Б. Н. декодуючі пристрої кольорових телевізорів. - 3-е изд., Перераб і доп. - М.: Радіо і зв'язок, 2008. - 512 с.
Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
Кафедра систем телекомунікацій
РЕФЕРАТ
На тему:
«Стабілізатори напруги»
МІНСЬК, 2008
СТ характеризуються наступними параметрами (рис. 1, а): максимальна (воно ж номінальне) вихідна напруга U 2 m ах, діапазон його регулювання і допустима відносна нестабільність
а б Рис. 1. Функціональні схеми cтабілізатров напруги: а - загальна; б - паралельного типу |
де DI У, DI Р, DI Н, DU 1, DU 2 - збільшення (зміни) відповідно струмів порівнює, що регулює елементів і навантаження, вхідної та вихідної напруги.
У реальних СТ I У <<I Р. З урахуванням цього при DU 1 = DU 2 = 0 (незмінне вхідний і ідеальна стабілізація вихідної напруги) слід DI Р = - DI Н, тобто струми навантаження та регулюючого елементів змінюються протилежно. Якщо ж I Н = const, то
Очевидно, I Р ном>> I Р min, якщо опір R 0 СТ мало. Максимальний струм I Р max, за яким підбирають елемент 1, відповідає режиму холостого ходу і напрузі U 1 max:
де I 1 min = I Р min + I Н max - Мінімальний вхідний струм паралельного СТ.
Вважаючи DU 1 = 0, підставляючи
де
R У - сумарне вхідний опір елемента 2 з урахуванням елемента 3;
K i - сумарний коефіцієнт посилення струму елементів 2 і 1.
Часто
Підставляючи
У більшості випадків
На практиці часто застосовують найпростіший паралельний СТ напруги, званий параметричним (рис. 2, а). Стабілітрон VD поєднує функції опорного та регулюючого елементів. Коливання напруги U 1 або струму I Н призводять до зміни струму I д = I ст, але напруга U 2 = U ст змінюється незначно: U ст »const. Тому DU 1 = DU R 0 і
а б |
в Рис. 2. Параметричні стабілізатори напруги: а, б - схеми; в - характеристики |
де r д - диференціальний опір стабілітрона, який підбирають виходячи з значень напруги U 2 і струму I Н. Очевидно, при K i = 0
Діодні СТ прості і надійні, але їх недоліками є неможливість регулювання вихідної напруги і невисокий коефіцієнт стабілізації (близько 15 ... 50), особливо при великих струмах навантаження I Н> I ст ном. Можливий спосіб збільшення параметра K - застосування каскадних схем (рис. 2, б). Розрахунок такого СТ виконується "справа наліво". Вихідний опір визначається стабілітроном VD2. Діодні СТ застосовуються в основному в якості джерел опорної напруги в більш потужних СТ і для живлення слабкострумових схем, наприклад, ланцюгів зсуву. У цьому випадку вдається забезпечити умову I Н max £ I ст min , При якому стабільність може бути прийнятною. Температурний і часовий дрейф параметричного СТ такий же, як в окремого стабілітрона. У широкому інтервалі температур дрейф напруги U 2 доходить до 10% і більше, тобто набагато перевищує нестабільність напруги U 1 і струму I Н. Аналіз показує, що однокаскадний паралельний СТ (містить однокаскадний регулюючий елемент) не має переваг перед діодним, а двохкаскадний (з двокаскадного регулюючим елементом) поступається двокаскадного послідовному СТ.
Послідовний СТ (рис.3) напруги містить регулюючий 1 і опорний 3 матеріалів, що порівнює і підсилювальний елемент 2. У ньому виконується умова
Рис. 3. Функціональна схема стабілізатора напруги послідовного типу |
Вважаючи в (3) DU 1 = 0,
де параметри
У послідовних СТ, як і в паралельних,
Однокаскадний послідовний СТ і його Малосігнальная еквівалентна схема наведено на рис. 4, а, б. Підсилювальна частина представлена транзистором VT, опорна - стабілітроном VD, стабілізованою напругою Е 0 і баластовим опором R 0. По-суті, СТ являє собою емітерний повторювач, потенціал бази якого стабілізовано, а напруга колекторного харчування змінюється в широких межах.
Порівнюючи схеми рис. 3 та рис. 4, а, б, встановлюємо:
У розглянутому СТ напруга Е 0 передбачалося абсолютно постійним. На практиці діодний СТ харчується від того ж джерела. Позначивши DЕ 0 = h × DU 1 (h <1) і включивши це джерело змінної напруги послідовно з опором R 0, можна показати, що коефіцієнт стабілізації зменшується в (1 +
Основний недолік однокаскадного послідовного СТ - порівняно великий вихідний опір. Кращі властивості має двохкаскадний СТ (рис. 4, в), у якому транзистор VT1 є регулюючим елементом, а транзистор VT2 - порівнює і підсилювальним. У цьому випадку
а б в м д і Рис. 4. Схеми послідовних стабілізаторів на дискретних елементах |
Типові значення параметрів двокаскадного послідовних СТ складають R вих = 0,1 ... 0,5 Ом, K = 200 ... 800 і I Н = 0,2 ... 0,5 А. У разі бульшим струмів (потужностей) і підвищених вимог до коефіцієнта стабілізації необхідно подальше зменшення характеристичного опору за допомогою збільшення коефіцієнта K i . Це досягається або використанням багатокаскадних підсилювачів в порівнюються і усилительном елементі СТ, або застосуванням в якості VT1 складеного Т, що найбільш часто використовують на практиці. Випускаються складові (з двох елементів) Т, спеціально призначені для СТ. У такій схемі опір R вих може становити соті (тисячні) частки ома.
Розглянуті СТ забезпечують вихідну напругу U 2 »U ст (U ст - напруга стабілізації діода VD). На практиці часто необхідно мати відмінну від U д = U ст величину, регульовану ступенями. Найбільш поширений спосіб підвищення U 2 представлений на рис. 4, м. Він придатний також у паралельних СТ. Вважаючи U БЕ »0, маємо
По теоремі про еквівалентному генераторі розглянута схема переходить в схему рис. 4, д, в якій
де K 0 - коефіцієнт стабілізації без дільника.
Очевидно, навіть в граничному випадку R справ = 0 СТ з дільником у
Для отримання малих регульованих напружень застосовують схему рис. 4, е, в якій при
У СТ вихідна напруга дорівнює U 2 = U д + U БЕ (U д (U БЕ) - напруга опорного елемента (база - емітер Т)) або пропорційно цій сумі. Тому тимчасовою і температурний дрейф напруги U 2 визначається змінами DU д і DU БЕ при незмінних значеннях U 1 і R Н. Часовий дрейф параметра U д практично відсутня, аналогічний параметра U БЕ є хаотичним і багато в чому залежить від якості Т. Температурні залежності U д = = f 1 (Т ) І U БЕ = f 2 (Т ) Визначаються температурним коефіцієнтом e напруги. Стосовно до стабілітрона e> 0 і зростає з підвищенням номіналу U д і зростанням струму I д. Коефіцієнт e транзисторів є негативним при малих струмах і зменшується за модулем при збільшенні струму I Е. Практично позитивна складова температурного коефіцієнта превалює і напруга U 2 зростає при збільшенні температури, так що його сумарний коефіцієнт становить e ст = 2 ... 5 мВ / град. Якщо це неприйнятно, то застосовують складовою опорний елемент, що поєднує пряме і зворотне включення стабілітронів. Він дозволяє знизити значення e ст до 0,1 мВ / град, але взаємна компенсація присутній лише у вузькому діапазоні струму I д, що необхідно враховувати.
Вихідний опір транзисторних СТ, особливо багатокаскадних, дуже мало, але це справедливо для статичної величини R вих. При стрибкоподібних змінах струму I Н коефіцієнт b транзисторів в перший момент дорівнює нулю, відповідно K i (0) = 0, і початкова вихідний опір R вих (0) »
Коефіцієнт стабілізації K як функція характеристичного опору
СТ з активним регулюючим елементом часто називають компенсаційним. Великого поширення набули СТ на операційних підсилювачах. Найпростіша схема такого СТ, використовувана при малих струмах навантаження, наведена на рис. 5, а. Напруга
Останнім часом випускаються СТ повністю в інтегральному виконанні. Вони являють собою трехполюснікі (рис. 5, в, г), конструюються на позитивний-ні і негативні вихідні напруги величиною 5, 6, 8, 12, 15, 18 і 24 В при струмах навантаження до 3 А. Для збільшення значення I Н разом з ним можна застосовувати прохідні Т. Такі СТ називаються ще перетворювачами постійного струму в постійний з високою фільтруючою здатністю (стабілізують напругу U 2 в межах 5 мВ).
в г Рис. 5. Побудова СТ на інтегральних схемах |
а б |
Паралельні СТ нечутливі до струмовим перевантаженням, тому що зі збільшенням струму I Н зменшується струм I Р. При значеннях I Н>> I Н max регульований Т замикається. У разі короткого замикання на виході напруга U 1 повністю падає на баластному опорі R 0. Послідовні СТ чутливі до перевантажень, оскільки струми I Н і I Р змінюються однаково. При значеннях I Н> I Н max підсилювальний і опорний елементи замкнені, а регульований Т працює з максимальним базовим струмом I Б, визначеним струмовідвозним опором і різницею напруг U 1 - U 2. Коротке замикання збільшує струм I Б, напруга на Т зростає в
ЛІТЕРАТУРА
1. Ільїнков В.А., Капуро П.А., Румянцев А.В. Схемотехніка пристроїв і систем телебачення. Ч. 1: схемної реалізації основних перетворень в телебаченні: Навчальний посібник з курсу "Схемотехніка пристроїв і систем телебачення" для студентів спеціальності "Телекомунікаційні системи": У 2-х ч. - Мн.: БДУІР, 2007 .- 126 с.
2. Степаненко І. П. Основи теорії транзисторів і транзисторних схем. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Енергія, 2003. - 608 с.
3. Побутова радіоелектронна техніка: Енциклопедичний довідник / За ред. А.П. Ткаченко. - Мн.: Бел. Енциклопедія, 2005. - 832 с.
4. Хохлов Б. Н. декодуючі пристрої кольорових телевізорів. - 3-е изд., Перераб і доп. - М.: Радіо і зв'язок, 2008. - 512 с.