Запорожец  Издания 

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

где V"- постоянное положительное напряжение питания схемы. h = Ic, = Ici поэтому расчет этой схемы сравнительно Прост. Если, например, требуется, чтобы этот источник давал ток /а = 1,0 мА, нужно, чтобы ток /j был равен 1,0 мА. Если = = 15 В, то = {V - VbeVI, = (15 - 0,7) В/1,0 мА = = 14,3 кОм.

1о-1

Идеальный . источник тока

К = 0)


VcEISATl "0,2 В

Рис. 3,3. Выходные характеристики источника тока.

Важно отметить, что h остается приблизительно постоянным и равным 1,0 мА в том диапазоне значений Vc,, при котором транзистор Qa находится в активной области. Если BVceo = 50 В, то диапазон напряжений Vc, для работы источника постоянного тока составит от -f 0,2 до -f 50 В. Вне этого диапазона напряжений схему даже приблизительно нельзя считать источником постоянного тока.

Диапазон напряжений, в котором схема работает приблизительно как источник постоянного тока, называется диапазоном линейного изменения напряжения. Таким образом, для рассматриваемой схемы диапазон линейного изменения напряжения or + 0,2 до +50 В.

Однако даже в диапазоне линейного изменения напряжения схема является всего лишь хорошим приближением к идеальному источнику тока. На рис. 3.3 для сравнения представлены выходные характеристики данной схемы и идеального источника постоянного тока. В пределах диапазона линейного изменения напряжения выходной ток рассматриваемого источника слабо возрастает с увеличением напряжения на источнике Vo = Vc,- Вольт-амперная характеристика /о (Vq) источника постоянного тока имеет



ппиблизительно постоянный наклон в большей части диапазона линейного изменения напряжения. Этот наклон определяется производной dlgldVo = go, которая представляет собой динамическую выходную проводимость источника постоянного тока. Величина, обратная go, Го = l/gg, является динамическим выходным сопротивлением источника тока. Заметим, что идеальный источник тока имеет нулевую динамическую выходную проводимость (go = 0) и соответственно бесконечно большое динамическое выходное сопротивление.

Рис. 3,4. Эквивалентные схемы источников тока: а - реальный источник тока; б - идеальный источник тока (go = 0).


На рис. 3.4 показаны эквивалентная схема реального источника постоянного тока и для сравнения схема идеального источника тока, для которого go = 0. Это представление справедливо только в пределах диапазона линейного изменения напряжения источника.

Определим несколько типичных значений для выходной проводимости.

dip dc.

- gee. - .

(3.4)

гдесвг - динамическая проводимость между коллектором и эмиттером транзистора Q2. а - начальное напряжение, или величина, обратная коэффициенту модуляции ширины базы для (см. приложение Б). Типичные значения для ИС-транзисторов лежат в диапазоне от 100 до 300 В; здесь выбрано значение 250 В. Поскольку /с, = 1,0 мА, go = gee, = IcIVa = 1,0 мА/250 В = 1000 мкА/250 В = 4 мкА/В = 4 мкСм и соответственно Гд = - 250 В/1,0 мА = 250 кОм. Следовательно, /о == /с, изменяется иа 4 мкА при изменении Vo на 1 В. В процентном выражении из-т"Л"" /о при изменении Vq на 1 В определяется равенствами ic){dJcldVc) X 100 % = 4 мкА/В/1000 мкА X 100 % = 0,4 %/В. Следовательно, выходной ток этого источника тока увеличивается на 0,4 % при увеличении напряжения на 1 В.



Итак, поскольку go = lolа, то выражение относительного изменения выходного тока при изменении выходного напряжения на 1 В имеет вид

1 d!o L„

1о dVo ~ 1о

(3.5)

/о Va Va •

Соответственно изменение /о при изменении Vo на 1 В, выраженное в процентах, имеет вид

а- (3.6)

Заметим, что этот результат не зависит от уровня выходного тока.

V-= -50В

-~ Рис. 3,5. Схема источника тока.

В результате анализа основной схемы источника тока получаем следующее. Выходной ток источника тока в диапазоне линейного изменения иапряжения от -Ь0,2 до +50 В равен 1 мА. Динамическая выходная проводимость 4 мкСм, или 0,4 %/В. Поскольку ток на верхнем, незаземленно.м выводе направлен внутрь схемы источника тока, то данный тип источника относят к источникам отрицательной полярности в отличие от источника тока, в котором ток вытекает из верхнего, незаземленного вывода.

Чтобы получить источник, обратный источнику тока отрицательной полярности, можно использовать ту же конфигурацию основной схемы, но вместо напряжения питания V взять отрицательное напряжение постоянного тока V~ и прл-транзисторы заменить рлр-транзисторами (рис. 3.5). Этот источник тока имеет диапазон линейного изменения напряжения от -0,2 до -50 В.

3.1.1. Источник тока с симметричным диапазоном линейного изменения напряжения. Для многих применений ИС желательно иметь источник тока с симметричным диапазоном линейного изменения напряжения, т. е. включающим как положительные, так и отрицательные значения напряжения. На рис. 3.6 представлена



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193