Логарифмический усилитель со стабилизацией температуры кристалла.
Транзисторы расположены на одной подложке. На VT1 и VT2 реализована схема логарифмического усилителя , не отличающегося от рассмотренных выше.
На VT3,VT4- схема стабилизации температуры кристалла. VT3 используется как датчик температуры кристалла.ОУ3 – устройство сравнения.
Uуст – напряжение установки.
Экспоненциальный усилитель.
Если поменять местоположение диода и резистора в самой простой схеме, то получиться экспоненциальный преобразователь.
Недостаток:
выходное напряжение зависит от теплового
тока обратно смещенного потенциала
.
Чтобы избавиться от этого используют
дифференциальное включение транзисторов.
Достоинство схемы: при использовании согласованных транзисторов схема не зависит от тока обратно смещенного р-n перехода, а зависит только от .
Погрешности оу.
Для схем на ОУ
важно не сколько
,
а сколько его температурный дрейф,
поскольку начальное напряжение смещения
легко скомпенсировать, используя либо
штатные устройства балансировки, либо
искусственно подавать на вход напряжение
компенсации.
Типовое значение
температурного коэффициента
(ТКЕсм) находится на уровне нескольких
10мкВ/С, для предыдущих несколько мкВ/С.
Есть даже 0,05 мкВ/С.
Входные токи.
:
Стабилизаторы напряжения последовательного действия.
R3-для однозначности включения .
Входное напряжение ОУ равно разности между напряжением на стабилитроне и входным напряжением , поделенным резисторами R1 и R2 .
Это напряжение усиливается ОУ и воздействует на проходной транзистор , так чтобы скомпенсировать любые изменения выходного напряжения , возникающие под воздействием изменения нагрузки .
Если например Uвых снизится , из-за увеличения тока нагрузки , либо из-за уменьшения Uвх , то при этом упадет напряжение на инвертирующем входе ОУ .
Напряжение на неинвертирующем входе , остаётся прежним , следовательно разность напряжений или входного напряжения ОУ возрастает и , следовательно , возрастает выходное напряжение ОУ , до тех пор пока не восстановится исходное равенство :
Это и есть ООС.
Недостатки : 1.Низкий КПД .
2. Низкий диапазон регулировки .
Пример расчета :
Выберем стабилитрон КС156 (желательно выбирать стабилитрон с Uст=5-8 В , поскольку у этих стабилитронов минимальный температурный дрейф):
Выбираем ток стабилитрона КС156 (справочные данные )
при минимальном температурном коэффициенте , т. е. тот , который задан при изменении температурного коэффициента.
3. Ток протекающий через R1 и R2 должен быть намного больше , чем входной ток ОУ и с другой стороны эти резисторы должны быть достаточно малыми , чтобы не создавать значительного напряжения шума .
Так если мы возьмём ОУ : К140УД7
задаваясь , током через резисторы :
4. Резистор R3 должен обеспечить необходимый базовый ток для VT2 при минимальном входном напряжении :
Зададимся значением выходного тока ОУ .
(для К140УД7
А )
5. Проверим max выходной ток ОУ :
(для К140УД7 это нормально )
Схема ограничения тока с неизменным уровнем .(токоограничение)
Uвых не будет падать до тех пор пока ток нагрузки не создаст падение напряжений на Rогр , достаточное для включения VTогр . 0.3-0.4 B- порог напряжения , до которого VTогр еще заперт , т.е. в идеальном случаи VTогр нет , и схема работает , как предыдущая . Но как только Iвых превышает значение при котором включается VTогр
в нагрузку через коллектор-эмиттер VTогр начинает протекать ток , отбираемый от базы VT1 . Так VT1 запирается и на нагрузке падает напряжение (при неизменном токе!!!)
Выходная характеристика данного стабилизатора имеет вид :
При применении данного способа защиты проходной транзистор в худшем случае должен рассеивать мощность :
против , без нагрузки :
Схема ограничения тока с изменяемым уровнем .(с огибающей характеристикой)(семейство стабилизаторов 78XX и 79XX)
В данном случае база VTогр подключена к делителю , состоящего из Ra и Rв , эмиттер по прежнему подключен к Rогр .
Выходная характеристика данного стабилизатора имеет вид :
Ra , Rв - снижают максимальный ток , рассеиваемую на транзисторе VT1 в режиме большого тока или в режиме короткого замыкания , до значения меньшего , чем Iнmax .
В данном случае Uбэогр =URогр +URa
Сопротивление Ra<Rб , значит URa<URб
При нормальной работе , следует URa+ URогр<Uвкл vt
По мере возрастания выходного тока значение Iпор , когда начинает включатся VTогр , Uвых начинает падать , при этом ток через Ra и Rб (ток нагрузки ) начинает расти и падение напряжения на Rа помогает удерживать транзистор во включенном состоянии .Uбэогр =URогр +URa , значит , для того , чтобы удержать VTогр во включенном состоянии требуется через Rогр пропустить меньший ток , а следовательно по мере возрастания URa , падает URогр , т.е. веса перераспределяются .
При коротком замыкании устанавливается ток обычно 20% от Iнmax .
