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

ное напряжение будет связано с напряжением транзистора 1/, как в простом делителе напряжения и R, соотношением VbeIVo = RARx + R2), откуда

Vo = Vb£ (/?i + R-i)lR2 = (1 + RiiRi)- (3.84)

Динамическое выходное сопротивление можно определить, считая, что выходное напряжение Vo изменяется на dVo и находя соответствующее изменение тока /q. Отношение dVo к dio Даст


Рис. 3.31. Источник напряжения, использующий Vbe в качестве опорного напряжения.

dVoldIo = Го - динамическое выходное сопротивление. Для простоты по-прежнему базовый ток считаем малым.

Изменение выходного напряжения dVo изменит ток через Ri + R2 на dVo/iRi + Ri)- Это изменение тока в свою очередь вызовет приращение напряжения транзистора Ve на dVE ~ = [dVoJiRi + Ri) Ri, которое вызовет изменение тока, протекающего через транзистор, на die = gmdVsE = IgmRi/iRi + + Ri)]dVo. Полное изменение выходного тока складывается из приращений тока через Ri + R2 и тока транзистора, откуда имеем

o = dVo{- + -i)==dVo

+ R2

(3.85)

Следовательно, динамическое выходное сопротивление равно

Го = dVo/dIo = {Ri + R2)/{1 + gmRi)- (3.86)

Поскольку

Vo/Vbe = (Ri + R2)/R2, (3.87) можем записать Гд в виде

Го = (Vo/Vbe) RAl + gmRi). (3-88)



Если gmRi 1> то обычно имест место, можно записать

Го « (Vo/Vue) iVgm) = (Vo/Vbe) (Vr/Ic)- (3.89)

Если, например, /с = 1,0 мА и Vq = 1,0 В, а Vbe = 650 мВ, то получим

Го (1000 мВ/650 мВ) (25 мВ/1,0 мА) = 38,5 Ом. (3.90)

Чтобы свести к минимуму влияние базового тока, следует получить ток через и R2 по крайней мере в 10, а еще лучше в 20 раз больше максимального ожидаемого базового тока. Для коэффициента усиления по току р = 50 (минимум) это означает, что ток через Ri и R должен быть равен ~20-(1,0 мА/50) = 0,4 мА. Поскольку Vo = \,0 В, имеем R + R = 1,0 В/0,4 мА = = 2,5 кОм. Для R2 имеем R = 650 мВ/0,4 мА == 1,625 кОм и, таким образом, R = 2,5 кОм - 1,625 кОм = 875 Ом. Ток источника Iq должен быть таким, чтобы обеспечить необходимый ток через Ri + 21 плюс ток коллектора транзистора и максимально требуемый ток нагрузки. Если максимально требуемый ток нагрузки равен, например, 2,0 мА, ток источника должен быть равен 3,4 мА.

Выходное напряжение этого источника практически не зависит от напряжения питания вследствие небольшой динамической проводимости источника тока. Изменение питания tfl/suppi изменит ток источника на dlq = godVppu где go - Динамическая выходная проводимость источника тока. Это изменение тока так же действует на выходное напряжение Vq, как равное ему изменение тока /р. Следовательно, имеем dVo = rodlq =

- ogodVsuppi, откуда в конечном итоге получаем dVo/dVsupp\ =

- ёоГо- Если, например, go = 1.0 мкСм, то dVoldVvwi

= 10-е мСм-39 Ом = 39-10-« = 39 мкВ/В. Таким образом, изменение напряжения питания на 1 В изменит выходное напряжение только на 39 мкВ.

3.3. Источники опорного напряжения, не зависящие от изменения температуры

Температурно независимый источник опорного напряжения - это электрическая схема, предназначенная для получения выходного напряжения, не зависящего от температуры. Конечно, практически невозможно достичь полной независимости от темпера-

и °°ио в широком температурном диапазоне.

Изменение выходного напряжения схемы источника опорного

пряжения с температурой называется температурным коэффициентом напряжения, или ТКН: TKHref = dV-pJdT. 7-рЛ™"Ратурный коэффициент выходного напряжения ref самая важная характеристика источника опорного



напряжения. В большинстве случаев желательно, чтобы опорное напряжение как можно меньше зависело от напряжения питания; иными словами, чтобы было реализовано заметное уменьшение потребляемой мощности. Кроме того, желательно, чтобы выходное напряжение как можно меньше зависело от тока в нагрузке, пли выходного тока, т. е. схема должна иметь низкий выходной импеданс. Во многих случаях схему источника опор-

v„ = v,

Рис. 3.32. Источник опорного напряжения с температурной компенсацией.

ного напряжения используют для подачи напряжения на источник напряжения. Эту комбинацию, полезную для многих практических применений, называют стабилизатором напряжения. Стабилизатор напряжения, следовательно, сочетает низкий ТКН, низкий выходной импеданс (т. е. хорошую стабильность по нагрузке) и хорошее ослабление потребляемой мощности (т. е. хорошую линейную стабилизацию).

Поскольку все электронные компоненты, используемые в схемах опорного напряжения, имеют некоторый ТКН, основные компоненты подбираются так, чтобы имели место компенсирующие эффекты, приводящие по крайней мере номинально к ТКН == О при данной температуре. Пример схемы с такими компенсирующими компонентами показан на рис. 3.32 с транзисторами Qi-Qs в диодном включении. Ток от источника тока Iq вызывает обратное смещение тока через Qj, так что Qi работает как стабилитрон.



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