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

3.3.2. Источник опорного напряжения с усилителем с обратной связью. На рис, 3.34 показано объединение источника опорного напряжения и усилителя с обратной связью. Эта схема может служить для повышения опорного напряжения до значения необходимого в конкретной практической ситуации, а также для изоляции источника опорного напряжения от нагрузки. Благодаря последней изменения выходного тока не изменяют опорное напряжение, а только вызывают незначительные изменения вы-ходного напряжения из-за очень низкого значения выходного импеданса усилителя с обратной связью.


опорного Напрямения

Рис. 3.34. Источник опорного напряжения с усилителем с обратной связью для изоляции нагрузки и повышения напряжения.

В этой схеме часть выходного напряжения, полученного делением в отношении RbliRi -\- Rb), подается обратно на инвертирующий вход усилителя. В усилителе это напряжение сравнивается с опорным напряжением, подаваемым на пеинвертирующий вход. Благодаря обратной связи усилитель работает так, чтобы напряжение на выходе удовлетворяло соотношению Vq Rf,/{Ri + Rb) = Vref- Таким образом, имеем

Vo= Vref(1 + RJRb)- (3.133)

В результате Vref можно увеличить до любого значения, удовлетворяющего условиям реализации схемы. Заметим, что, какой бы ни был остаточный ТКН схемы для Vref. он также будет повышаться и точно с тем же множителем, что и само Vref- Отсюда ТКНуо = dVo/dT = {dVjEF/dT) (1 + RJRb). Однако в процентном или относительном выражении ТКН для Vq будет таким же, как и для Vref-

1 dVo 1 dVREF

Vo dT

(3.134)

Этот результат основан на предположении, что отношение сопротивлений RJRb не изменяется с температурой. Чтобы оно выполнялось, оба резистора должны иметь хорошо согласованные температурные коэффициенты и должны быть размещены в схеме так, чтобы они имели одинаковую температуру, тогда колебания сопротивления обоих резисторов будут повторять друг друга.




Рис. 3.35. Опорный диод (LM113 National Semiconductor),

Схема опорного диода показана на рис. 3.35, она представляет собой несколько упрощенную схему опорного диода LM113 (National Semiconductor). Транзисторы Qi-Qs и резисторы R1-R3 выполняют те же функции, что в основной схеме источника опорного Напряжения, определяемого шириной запрещенной зоны (рис. 3.33). Следовательно, падение напряжения на диоде Vo равно 1,283 В,

Основная функция остальной части схемы заключается в том, Чтобы обеспечить низкое выходное сопротивление и относительно большой ток диода. Транзистор Qi и резистор R реализуют источник тока и в свою очередь смещают токовое зеркало, состоя-lee из Qj и Qg. Транзистор Q функционирует как источник тока служит активной нагрузкой для Qg. Транзистор Qg включен схему с общим эмиттером и является источником сигнала для Ранзистора Q,, который также включен с общим эмиттером.

3,3.3. Опорный диод. Рассмотрим двухполюсник, в основу которого положена схема источника опорного напряжения, определяемого шириной запрещенной зоны. Этот источник опорного напряжения вырабатывает постоянное температурно скомпенсированное напряжение. Прибор является диодом с постоянным падением напряжения и очень низким температурным коэффициентом и называется опорным диодом.



Транзистор Qg и резистор реализуют источник тока отрицательной полярности и обеспечивают активную нагрузку для Q.. Транзистор Qg с общим эмиттером является нагрузкой для транзистора Q, и вырабатывает большую часть тока, проходящего через диод.

Принцип работы этого диода, состоящего из транзисторов (?4-и резисторов, можно представить следующим образом. Увеличение Vо вызовет соответствующий рост напряжения между базой и эмиттером транзистора Qg, так как падение напряжения на Ri останется относительно постоянным. Увеличение тока через Qs равно Л/з = gm, AVbe, = gm, AVd- Поскольку Qe является источником тока, ток /g не изменится и, таким образом, изменение тока через Q., вызовет равное изменение базового тока транзистора Q?, т. е. А/в, = А/3. Изменение базового тока транзистора Q, вызовет изменение его коллекторного тока А/, = = р? А/в, = Ру A/j, Поскольку Qs - источник постоянного тока отрицательной полярности, изменение коллекторного тока транзистора Q, произведет равное изменение базового тока транзистора Qp, так что А1в, = Р? А/а. Это изменение базового тока транзистора вызовет изменение коллекторного тока на А/ = = РоР? А/з. Ток А/з связан с AVo равенством А/3 = §„ц AVo, поэтому А/д = PsPrgmj AVo- В результате усиления по току транзисторами Q, и Qg ток через Qg будет много больше, чем ток через Q, и Qg. Поэтому изменение диодного тока в основном будет происходить за счет изменения тока через Q, откуда получ[ш AId А/9 = РэР?™, AVo. В результате выходное (т. е. динамическое) сопротивление диода можно записать в виде

п = AVd/A/d = 1/P9p7g.,. (3.135)

Поскольку g,n, = /з r, это выражение можно переписать следующим образом:

r, = {Vrlh)lU. (3-136)

Поскольку в знаменатель этого выражения вхо.дит произведение коэффициентов усиления по току, можно получить очень низкие значения динамического сопротивления диода, как будет видно из примера.

Пример расчета опорного диода. Для иллюстрации расчета опорного диода потребуем, чтобы динамическое сопротивление диода не превышало 0,1 Ом. Будем считать, что все транзисторы имеют минимальное усиление по току р = 50. Следовательно, имеем

rrf = 0,1 Ом = (25 мВ/ з) (50• 50), (3.137)

откуда для /3 имеем

/з = 25 мВ/(0,1 Ом-50-50) = 100 мкА, (3.138)



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