Искусство схемотехники. Часть 3 - Вопросы из практики

Избранные главы из книги С. А. Гаврилова «Искусство схемотехники. Просто о сложном».

Продолжение

Начало читайте здесь:

Часть 1 – Транзисторы и их модели
Часть 2 - Стабилизация режима

Заказать книгу можно в интернет-магазине издательства


1.4. Вопросы из практики

  Радиолюбитель: Мне нужен мощный транзистор, а в хозяйстве имеются несколько менее мощных. Что если я применю параллельное включение, как на рис. 1.15?

 
Рис. 1.15. Получился ли супермощный транзистор?

Прямое соединение дискретных транзисторов в параллель недопустимо. Высокая крутизна характеристики прямой передачи (вспомните рис. 1.1) и одновременно разброс характеристик приведут к резко неравномерному распределению общего тока.

Один из приборов будет работать с максимальной нагрузкой, перегреваться (что, в свою очередь, повлечет за собой еще большее увеличение доли общего тока: характеристика прямой передачи при нагревании кристалла смещается влево), и, наконец, он выйдет из строя. Это вызовет перегрузку оставшихся. Лавинообразный процесс завершится перегоранием всех транзисторов.

  Радиолюбитель: Значит, ничего не получится…

Почему же, положение можно исправить включением в эмиттеры одинаковых резисторов, выравнивающих токи. Но вам придется смириться с некоторой потерей мощности: следует предусматривать падение напряжения на резисторах не меньше 0.2–0.3 В, чтобы скомпенсировать разброс характеристик.

Между прочим, самостоятельно прикиньте: чему равны h21Э и S для вашего «супермощного» транзистора, если известны соответствующие параметры составляющих его приборов?

  Радиолюбитель: Мой друг собрал по схеме рис. 1.16, взятой из брошюры, усилительный каскад, только он не заработал. В чем может быть дело?

 
Рис. 1.16. Почему не работает усилитель?

Схема работать не может: напряжение на затворе равно 28 В; близко к этой величине, по-видимому, и напряжение истока. Судя по величине резистора в истоке, должен протекать ток 3 мА. Но такому току соответствует падение напряжения на нагрузке 80 В! Очевидно, в номиналы резисторов вкралась опечатка. Исправить схему самостоятельно несложно. 

  Радиолюбитель: Я убедился, что каскад по рис. 1.17 работает, но вдруг заметил, что забыл припаять резистор 200 кОм. Впрочем, замер тока коллектора показал мне величину 3 мА (как и требовалось по описанию). Так стоит ли исправлять ошибку?

 
Рис. 1.17. Есть лишние детали?

Вы выбрали не лучшую схему. Ток через резистор 200 кОм ничтожно мал по сравнению с током базы. Поэтому его отсоединение ни на что не влияет.

  Радиолюбитель: Резистор не влияет на установку режима?

Да: в схеме по существу фиксирован ток базы. Но тогда и эмиттерный резистор тоже лишний: замена его перемычкой практически не повлияет на стабильность тока коллектора, которая с самого начала крайне низка.

  Радиолюбитель: Вот две новые стабилизированные конфигурации (рис. 1.18), которые я откопал в журналах.

 
Рис. 1.18. «Новые» методы стабилизации?

Ничего нового. В первом каскаде поменяйте местами верхнюю и нижнюю части, и вы узнаете конфигурацию коллекторной стабилизации. Тоже – для второго, где один резистор разбит на две части: RK и RЭ.

  Радиолюбитель: Зато уж вот эта схема (рис. 1.19) описана в литературе как обладающая повышенной стабильностью!

 
Рис. 1.19. Схема лучше лучшего?

Идея, на первой взгляд, полезная: отрицательная обратная связь с коллектора на базу регулирует потенциал UБ, противодействуя изменениям тока. Впрочем, уровень обратной связи мал. Простейший анализ, который вы сможете проделать самостоятельно, покажет: стабильность тока относительно дрейфа UБЭ в схеме рис. 1.19 по сравнению с рис. 1.8 (при равных напряжениях на базе) выше во столько раз, во сколько потенциал коллектора меньше Е.

  Радиолюбитель: Значит, выигрыш невелик…

Мало того: ведь если есть запас по напряжению, можно улучшить и обычную схему, просто увеличив UБ!

  Радиолюбитель: В самом деле…

Теперь взгляните на рис. 1.20, показывающий этапы трансформации «сверхстабильной» схемной структуры. Не правда ли, что, ликвидировав R1, мы лишь выиграли в стабильности, усилив отрицательную обратную связь?

 
Рис. 1.20. Удивительное превращение: «сверхвысокая» стабильность оказалась блефом

  Радиолюбитель: Вроде бы, так.

И, увы, конфигурация оказалась эквивалентной известной… Не стоит заблуждаться: при отсутствии компенсации потенциальная стабильность по дрейфу определяется лишь величинами располагаемых напряжений.


Из книги С. А. Гаврилов. «Искусство схемотехники. Просто о сложном»

Продолжение читайте здесь

JLCPCP: 2USD 2Layer 5PCBs, 5USD 4Layer 5PCBs

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя