 |
 |
 |
 |
Рис. 3.25. Источник иапряжения с преобразованием импеданса транзистора.
увеличения Iq- Предположим, что /о возрастает на dio- Это вызовет увеличение базового тока на d/ = dlK 4- 1) = = tf/o/(P + 1), что в свою очередь приведет к падению напряжения на сопротивлении источника на dIjjRs = dIoRs/Ф + !)• Возрастет и падение напряжения между базой и эмиттером транзистора согласно формуле dVBE= [dVoEldlE) dls- Величина dVBEidlBE представляет собой динамическое сопротивление перехода эмиттер - база транзистора. Ее легко определить из следующих соотношений. Для транзистора в активном режиме имеем /е л; /с = /то ехр (Vbe/Vt), откуда dls/dYBE » dIc/dVBE = h/Vr и, следовательно, dYsEldh = гь =
= VrllE.
Тогда полное изменение выходного напряжения будет определяться формулой
dVo = -dlnRs - dVBB = - [dIoRs/Ф + 1)1 - dlc/eb- (3.74)
Выходное сопротивление этой схемы равно
Го = -dVo/dIo = /?8/(р + I) + Геь. (3.75)
Значит, в связи с наличием усиления транзистора по току значение Rs как бы уменьшается в (Р -h 1) раз и становится равным Rs/Ф + 1). Поскольку усиление транзистора по току Р достаточно велико, обычно порядка 100, изменение импеданса существенно.
импеданс, что в свою очередь связано со свойством усиления транзистора по току. Другой способ базируется на свойствах yen-лителя с отрицательной обратной связью.
5.2.7. Преобразование импеданса. Для анализа характерист[!к транзистора по преобразованию импеданса рассмотрим схему рис. 3.25. База транзистора через резистор Rs подключена к источнику напряжения Vs- Проследим, что происходит с Vq по мере
Для иллюстрации положим Rs = 1000 Ом, /д = 5 мА при у = 10 В, усилении по току для транзистора р = 100. Тогда выходное сопротивление равно
= 1000/(Р + 1) + 25 мВ/5 мА = 10 Ом 4- 5 Ом = 15 Ом. (3.76)
Гтедовательно, увеличение Iq на 1 мА вызовет падение напряжения Vo на 15 мВ, или на (15 мВ/мА)/10 В X 100 % = 0,15 %/мА.
МЭвальньнл источник напрятния Vo (нанШуГо-О) | |
, 7 Реальный истоииин напртенш ( наклон d VQ/aiJQ--rQ) \ | |
Рис. 3,26. Выходные характеристики источника напряжения.
Данные соотношения верны только для малых изменений выходного тока. Проанализируем изменения Vo, вызываемые большими изменениями выходного тока. Экспоненциальное соотношение между током и напряжением база-эмиттер для транзистора дает /о = ехр (Vbe/Vt), откуда Vbe = Vt In (/е го)-
Изменение Ve, связанное с изменением выходного, или эмиттер-ного, тока от значения /я, до 1р„ опредечено соотношением AVbe = Vt In (IeJIe,) - Vt In (lojlo,)- Следовательно, полное изменение выходного напряжения, вызываемое увеличен! ем выходного тока от /о, до 1о,, дается формулой
AVo = - (/о, - /о.) Rs/{ + \)-Vt In (lojio,). (3.77) Таким образом, в приведенном примере /о изменяется от /о, = 1,0 мА до значения при полной нагрузке 1о, - 5,0 мА, изме-ние выходного напряжения вычисляется по формуле; AVo = -4,0 мА. 1000 Ом/101 - 25 мВ-1п 5 =
= -40 мВ - 40 мВ = -80 мВ, Что соответствует уменьшению напряжения на 0,8 %.
(3.78)
Стабильность по нагрузке источника или стабилизатора на-пряжения - это изменение выходного напряжения при отклонении выходного тока от некоторого определенного значения «без нагрузки» до значения при максимальной нагрузке. Стабильность по нагрузке непосредственно связана с выходным импедансом источника напряжения или стабилизатора напряжения.
In г, lo
Рис. 3.27. Эквивалентные схемы: а - идеального источника напряжения; б - реального источника напряжения.
На рис. 3.26 сравниваются выходные характеристики идеального и реального источников напряжения. На рис. 3.27 показаны соответствующие эквивалентные схемы.
3.2.2. Использование отрицательной обратной связи для уменьшения выходного импеданса. На рис. 3.28 представлена простая схема с отрицательной обратной связью, показывающая, каким
Рис. 3.28. Использование усилителя с отрицательной обратной связью для уменьшения выходного сопротивления.
образом можно использовать усилитель с отрицательной обратной связью, чтобы получить очень низкий импеданс на выходе и тем самым обеспечить хорошую стабильность по нагрузке источника напряжения. В этой схеме А - коэффициент усиления усилителя без обратной связи. Сопротивление Rs представляет собой выходной импеданс усилителя без обратной связи. Оно является внутреннкм, но для удобства анализа изображено вне усилителя.
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