Задание №4 Расчет графическим методом рабочего режима схемы, содержащей стабилитрон.

Для цепи, содержащей стабилитрон VD, последовательно включенный с ограничительным резистором R_огр к источнику питающего напряжения U_пит, при заданной температуре T графическим методом определить рабочий режим стабилитрона. ВАХ стабилитрона взять из справочника.

Решение:

Рассчитываемая схема представлена на рисунке 1. Стабилитрон Д808, T=-55⁰C, U_пит=11В, R_огр=500 Ом.

Рисунок 1.

Построим линию нагрузки для исследуемой схемы. Найдем ее координаты.

Для режима холостого хода напряжение на стабилитроне будет равно U_ст=U_пит=11 В.

При коротком замыкании ток стабилитрона будет равен Iст=Iкз= U_пит/ R_огр=11/500 А= 0,022 А =22 мА.

Нанесем найденные значения на график с ВАХ стабилитрона и построим нагрузочную прямую, точка пересечения ВАХ с нагрузочной прямой будет являться рабочей точкой (рисунок 2). U_A= 5,61В, I_A= 17,5 мА.

Рисунок 2.

Задание 5 Расчет аналитическим методом цепи, содержащей стабилитрон.

Определить параметры эквивалентной схемы стабилитрона для рабочего режима, рассмотренного в предыдущем задании.

Привести эквивалентную схему стабилитрона, полученную методом кусочно-линейной аппроксимации. Выполнить аналитический расчет рассмотренной цепи со стабилитроном. Представить приведенные расчеты и построения.

Решение:

Эквивалентная схема стабилитрона стоится аналогично заданию 2.

Проведем расчет цепи, рассмотренной в предыдущей задаче.

Рассчитаем значение дифференциального сопротивления. Для этого на ВАХ стабилитрона через рабочую точку А, найденную в предыдущем задании, проведем касательную. Отметим на участке ВАХ совпадающем с касательной точку B (рисунок 2, задание 4). На рисунке 1 представлена эквивалентная схема цепи, содержащей стабилитрон для линеаризованного участка ВАХ.

U_A=5,61 В, I_A=17,5 мА.

U_B=5,88 В, I_B=30,0 мА.

R_диф=dU_a/dI_a, с учетом приближения dU_a≈ ΔU_a; dI_a≈ ΔI_a получаем R_диф=ΔU_a-b/ΔI_a-b.

R_диф=(5,88-5,61)*1000/(30-17,5)=21,6 Ом.

U_пор=5,4 В.

Тогда значение тока в цепи будет определяться выражением: I_пр=(U_пит-U_пор)/(R+R_диф)

I_пр=(11-5,4)/(500+21,6)=10,7 мА (приблизительно совпадает с найденным графическим способом).

U_ст=U_пор+I_прR_диф=5,4+0,0107*21,6= 5,63В (приблизительно совпадает с найденным графическим способом).

Рисунок 1.

18