книги из ГПНТБ / Венгеровский, Л. В. Прецизионные полупроводниковые стабилизаторы
.pdfзистора ТЗ в схеме с общим эмиттером; |
— статический ко |
||
эффициент усиления по току транзистора |
Т3\ |
i3TS— ток эмит |
|
тера транзистора ТЗ', гБ |
Т2 — суммарный базовый ток парал- |
||
.лельно включенных транзисторов Т1 и |
Т2; |
г'Б т з — ток базы |
|
транзистора ТЗ; |
|
|
|
|
.Я Ш Я Ш R13, |
R5', |
|
|
РТ4 |
|
|
■U3 — перепад напряжения на входе схемы рис. П-3, б при пе реходе от нормального к аварийному состоянию. При анализе ‘будем полагать, что запирающий перепад напряжения
6 ~ и д з ' ■иR13
прикладывается к схеме мгновенно в момент возникновения пе регрузки.
Последнее допущение основано на пренебрежении време нем переключения триггера fTr. Используя известное выраже
ние для мгновенных значений токов транзистора, представим ■суммарный коллекторный ток транзисторов Т1 и Т2 в следую щем виде:
1'к 77, Т 2 ~ Р г /, 771Б Г/, Т2 "Ь ^Ко 77, Т2 (^77, Г2 ^) *
Нетрудно оценить границы справедливости схемы рис. П-3,б, которые определяются тем диапазоном изменения тока базы •/Б х], Т2 параллельно включенных транзисторов Т1 и Т2, в пре
делах которого величина гвх г/> т2 еще может считаться постоян
ной.
Из последнего равенства, принимая во внимание, что
|
|
l K Т1, Т 2 ~ 1Э Tl, |
Т2 |
1Б TI. Т2 ’ |
||
лскомый перепад тока базы гБ Т1 Т2 будет |
||||||
^ Б |
Tl, Т2 |
= 1*Б 77, Т2 |
( |
^Ко 77, гг) = |
||
|
|
_ |
Г/, |
Т2 |
^Ко Tl, Т2 ^ *, ~ ^Ко 77, Т2 |
|
|
|
|
Р г /, Т2 1 |
Р г /, Т2 “Ь 1 |
||
где |
/ Ко |
Х2 — суммарный |
обратный |
коллекторный ток па |
||
раллельно включенных транзисторов T l, Т2; iH — ток нагрузки ■стабилизатора.
Используя операционное преобразование Карсона и пола-
тая
1) |
R4 |
гвх г/ Т2’ |
2) |
' к. тз- |
тз~^~гвх Tl, Т2' |
110
ftга
3) Р „ ( р ) =
1 + р т
1
4 ) Z K |
тз ( Р ) |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
рСк. тз |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
получим |
следующее операционное |
выражение |
для |
тока базы |
|||||||||||
' б Т1, Г2* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
‘‘Б TI, Т2 (Р) ^ |
1'э |
га ( Р ) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
= |
„ |
|
(р) |
[(■„ а д ■+1] |
* » |
* |
’> " ( ; • » + '- » ■ " > . |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г---- + Г |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'Э ТЗ т |
'вх Г/, Г2 |
||||
С некоторым приближением |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Б г /. Г2 (р)* |
и 3 (ftra + |
0 Q + |
Р \ ) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
гвхо ( H - W ) |
|
|
||||||||
где |
Та = |
; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
2л/аГЗ |
|
|
усиления |
по |
току |
транзистора ТЗ |
||||||
(?<хгз — предельная частота |
|||||||||||||||
в схеме с общей базой); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
г в х о = |
г нст4 _ г б г а 4 " |
( Р т а - !- |
|
(гэ |
Г З " ^ Гвх TI, |
г а ) ’ |
||||||||
|
|
|
|
|
г.— + гБ тз+ гв |
|
Г2 + |
/ э |
ГЗ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
нет ' |
’ |
Б ТЗ ~Г грх,Г/, |
(т+ тк ); |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
rBii о ' |
|
* |
* |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
тк — |
га [(гэ га + |
гвх г/, га) |
|| (г б |
га "I- гнст)]> |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
т = ( Р г з + ! ) V |
|
|
|
|
|||||
Зная |
|
г'Б Г/_Т2 (р), |
легко |
найти |
<э ГА Г2 (р) « <нагр (р). |
||||||||||
Считая Pj.s = РГ/, гг = |
Р> |
имеем |
|
|
|
|
|
||||||||
1Э Г/, Г2 (р) = г Б Г/, га (р) [^Г/. Г2 (р) “Ь 1] ^ |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ „ ( P + D M l+ P f r g ) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гвх о [1 + (т + |
Тэкв) р] |
|||
Этому |
изображению |
с |
учетом |
начального |
тока |
гэ Г1> Т2 - |
|||||||||
= / э |
нач, |
соответствует |
оригинал |
вида: |
|
|
t |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
“э |
г /. Г2 (О = / э |
|
|
t/a(-P+-1)a V1 - |
ке(Х+Хэкв)) , |
|||||||||
где k = \ - |
|
2т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Гэкв 4“ Г
111
Знак «—» перед вторым членом в правой части этого выражения означает, что имеет место спад эмиттерного тока регулирующих транзисторов.
Полагая в последнем равенстве i3 Т] T2(t) = 0,1 / Энач и t — ^выкл, найдем
tвыкл : (ТЭКВ+ Т)1П У3(Р+1)2-0 ,9 /э пачгвх0
kU 3
=(* + * экв) 1П —
|
и 3 |
0.9'э начгвх О |
|
(Р + 1)2 |
|
|
|
|
Для большинства практических |
случаев / э нач« / нагр. |
|
Тогда окончательно имеем |
|
|
tвыкл (T.KB + t ) l n - |
kU 3 |
(П11) |
|
||
и. |
0,9/нагргвх о |
|
|
(Р + 1)2 |
|
Из выражения (П-11) следует, что tBMKn растет с увеличе нием /цагр И Г нет*
Экспериментально полученная зависимость времени сраба
тывания схемы защиты от тока нагрузки стабилизатора |
иллю |
|||||
стрируется следующими данными: |
|
|
|
|
|
|
^выкл. мксек.............................. |
1,5 |
2,0 |
3,3 |
5 |
6,4 |
|
7нагр> о . . . |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Исследования проводились применительно к германиевым транзисторам типа П210 (77, Т2) и П215 (ТЗ). Опытные данные хорошо согласуются с выведенным соотношением (П11), харак теризующим быстродействие рассматриваемой схемы защиты.
Чувствительность защиты определяется минимальным при ращением тока нагрузки (свыше максимального рабочего тока нагрузки / н тах), вызывающим переход схемы в аварийное со стояние.
Этот параметр определяется величинами резистора R3, пря мого напряжения стабилитрона Д2 и напряжения перехода эмиттер—база насыщенного транзистора Тб.
При этом чувствительность защиты не может быть сделана сколь угодно высокой за счет подбора вышеуказанных величин, поскольку она ограничена температурной зависимостью и тех нологическим разбросом параметров элементов схемы (при не обходимости обеспечения взаимозаменяемости элементов без перестройки схемы), а также помехоустойчивостью схемы. В этой связи целесообразно настраивать схему защиты на величину порогового значения тока нагрузки /„. пор > 1,3 / н тах-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Венгеровский Л. В., Вайнштейн П. X. Системы термостатирования в радиоэлектронике. Л., «Энергия», 1969, 77 с. с ил.
2.Венгеровский Л. В., Вайнштейн А. X., Дворецкий В. А. Двухпозиционный регулятор. Авт. свид. № 249804 (СССР). Кл. 42 у, 2/05.— «Бюллетень. Открытия. Изобретения. Промышлен ные образцы. Товарные знаки». 1969, № 25, с. 112.
3.Венгеровский Л. В., Каганов М. А ., Ривкин А. С. Пе реходные процессы в термоэлектрических устройствах.— «Сб. трудов по агрономической физике», 1970, вып. 25, с. 29—49 с ил.
4.Вострокнутов Н; Н. Параметрические стабилизаторы напряжения постоянного тока на стабилитронах Д818.— «Изме рительная техника», 1964, № 8, с. 37—39 с ил.
5.Гейлер Л. Б. Введение в теорию автоматического регу
лирования. Минск, «Наука и техника», 1967, 527 с. с ил.
6. Голембо В. А ., Кирианаки Н. В. Источники опорного напряжения с малым временным дрейфом.— В кн.: Методы и средства преобразования информации. Киев, «Наукова думка», 1966, с. 150— 155 с ил.
7.Горовиц А. М. Синтез систем с обратной связью. Пер.
сангл. М., «Советское радио», 1970. 600 с. с ил.
8.Горюнов П. Н. Образцовые стабилизаторы напряжения
на диодах типа Д818.— «Труды ВНИИМ. Исследования в об ласти электрических измерений». 1965, вып. 82.
9.Додик С. Д. К теории стабилизаторов тока и напряже ния.— «Электричество», 1960, № 4, с. 73—76 с ил.
10.Додик С. Д. Полупроводниковые стабилизаторы посто
янного напряжения и тока. М., «Советское радио», 1962. 352 с. с ил.
11.Иванчук Б. Н., Рувинов Б. Я. Параметрические стаби лизаторы напряжения на полупроводниковых приборах и маг нитных усилителях. М., «Энергия», 1971. 128 с. с ил.
12.Источники электропитания на полупроводниковых при борах. М., «Советское радио», 1969. 448 с. с ил.
13.Каганов М. А ., Привин М. Р. Термоэлектрические теп ловые насосы. Л., «Энергия», 1970. 175 с. с ил.
14.Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные ста билизаторы напряжения и тока. Л., «Энергия», 1967, 177 с. с ил.
15.Михин Д. В. Кремниевые стабилитроны. Л., «Энергия», 1965. 112 с. с ил.
16.Николаевский И. Ф. Эксплуатационные параметры и
113
особенности применения транзисторов. М., Связьиздат, 1963.
224с. с ил.
17.Прецизионные кремниевые стабилитроны.— «Измери тельная техника», 1964, № 8, с. 39—42 с ил.
18. Проволочные резисторы. М., «Энергия», 1970. 240 с.
сил.
19.Расчет электрических допусков радиоэлектронной аппа ратуры. М., «Советское радио», 1963. 368 с. с ил.
20.Сафрошкин Ю. В. Переходные характеристики и устой чивость транзисторных стабилизаторов напряжения и тока. М., «Энергия», 1968. 168 с. с ил.
21.Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзи сторных схем. М., «Энергия», 1973. 608 с. с ил.
22.Тихонов В. И. Методика выбора и расчета транзистор ных стабилизаторов напряжения. М., ГОСИНТИ, 1968. 30 с.
23.Уэлш Н. Диоды стабилизаторы тока. Пер. с англ.— «Электроника», 1963, № 4, с. 37—39.
24.Электронные и полупроводниковые устройства систем
автоматического управления. М., «Машиностроение», 1966. 372 с. с ил.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................................................... |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
Глава первая. |
ПСН как система автоматического |
ре |
5 |
|||
|
|
|
гулирования |
................................................ |
|
|
|
1. |
Статическая точность П С Н ............................................................. |
|
|
|
— |
||
2. |
Структурные |
схемы П С Н ......................................................... |
|
|
|
9* |
|
3. |
Элементы структурной схемы основного контура ПСН . |
14 |
|||||
|
Глава вторая. |
Характеристика воздействий по элек |
|
||||
|
|
|
трическим |
соединениям, |
анализ |
их |
|
|
|
|
влияния на работу ПСН и методы |
30 |
|||
|
|
|
уменьшения этого влияния |
......................... |
|
||
4. |
Характеристика |
воздействий..................................................... |
|
|
— |
||
5. |
Влияние напряжения питания звеньев ПСН и изменения |
34 |
|||||
6. |
нагрузки. Методы уменьшения |
их вли ян и я ........................... |
|
|
|||
Влияние на работу ПСН электромагнитных помех. Методы |
38 |
||||||
|
подавления |
п о м е х .............................. |
|
|
|
||
|
Глава третья. |
Воздействия |
окружающей среды, |
ана |
|
||
|
|
|
лиз влияния |
и способы его |
уменьше |
45 |
|
|
|
|
ния .............................................................. |
|
|
|
|
7. |
Характеристика |
воздействий..................................................... |
|
. . |
— |
||
8. |
Влияние изменения температуры на звенья ПСН . |
47 |
|||||
9. |
Влияние температуры на элементы ПСН: резисторы, |
ста |
52 |
||||
|
билитроны, |
транзисторы и микросхемы ................................... |
|
|
|||
10.Способы уменьшения температурной погрешности ПСН 58
Глава четвертая. Собственные возмущения, их влияние
на ПСН и пути снижения этого влияния
11.Временная нестабильность резисторов и ее уменьшение
12.Временной дрейф кремниевых стабилитронов и транзи
|
сторов ................................................................................................ |
|
|
74 |
13. |
Временная нестабильность твердых линейных микросхем |
78 |
||
|
Глава пятая. |
Основы проектирования |
и примеры |
|
|
|
практической реализации |
ПСН . . . |
81 |
14. |
Организационно-методические основы проектирования |
|
||
|
ПСН ..................................................................................................... |
|
|
— |
15. |
ПСН для цифроаналоговых преобразователей...................... |
89 |
||
115
16. |
ПСН для аналоговой вычислительной техники |
. . . . 93 |
17. |
ПСН для метрологических и зм ер ен и й ................................... |
95 |
|
П рилож ение.......................................... |
101 |
I. Анализ схемы ПСН с ИС в обратной связи ........................... |
— |
|
II. |
Эффективная триггерная защита для П С Н .......................... |
106 |
|
Список л и те ратур ы ................................. |
113 |
ЛЕОНИД ВЕНИАМИНОВИЧ ВЕНГЕРОВСКИЙ
АРКАДИЙ ХЕМОВИЧ ВАЙНШТЕЙН
ПРЕЦИЗИОННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ
Редакторы: В. К. Захаров, Б, И. Леонова Художественный редактор Г. А . Гудков Технический редактор Е. А . Хмелннская Корректор М . Э. Орешенкова
Сдано в |
набор |
26/11 1974 |
г. |
Подписано к |
печати |
12, IV |
1974 г. |
||
М-22532. |
Ф ормат 84X108V32- |
Бумага |
типографская № |
2. |
Уел. |
||||
печ. л. 6,3. Уч.-иэд. л. 7,3. |
Тираж |
12 000 |
экэ. |
Заказ |
N9 |
530. |
|||
Цена 37 коп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ленинградское |
отделение |
|
издательства |
«Энергия». |
192041, |
||||
Ленинград, М арсово поле, |
1. |
|
|
|
|
|
|
||
Ленинградская типография N9 4 Союэполиграф прома при Го сударственном комитете Совета М инистров СССР по делам издательств, полиграф ии и книжной торговли. 196126, Ленин град, Ф-126, Социалистическая ул., 14.
s ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЭНЕРГИЯ»
ГОТОВЯТСЯ К ВЫПУСКУ СЛЕДУЮЩИЕ книги
А у э н Л. Ф. Цифровые и переключающие устрой ства на тиристорах. (Библиотека по автоматике). Объ ем 9 л. Ориентировочная цена 46 коп.
Рассматриваются основные характеристики пере ключающих приборов с отрицательным сопротивлени ем (однопереходных транзисторов и некоторых типов тиристоров). Поясняются физические основы и анали зируются условия устойчивой работы этих приборов, на которых предполагается выполнять принципиаль ные схемы ряда элементов автоматики. Приводятся и подробно описываются принципиальные схемы раз личных вариантов счетных, логических, запоминаю щих, распределительных и коммутирующих устройств, выполненных на тиристорах и однопереходных транзи сторах. Большое внимание уделено изложению усло вий проектирования и инженерных методов расчета триггеров, регистров, логических, управляющих и ком мутирующих схем, предназначенных для использова ния в устройствах дискретной автоматики различного целевого назначения.
Книга рассчитана на инженеров и конструкторов, работающих в области проектирования аппаратуры дискретной автоматики, вычислительной техники и ра диотехнических устройств, а также на студентов соот ветствующих специальностей.
118
^ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЭНЕРГИЯ»
3 а р е ц к и й М.М., М о в ш о в и ч М. Е. Синтеза торы частоты с кольцом фазовой автоподстройки: 20 л. Ориентировочная цена 1 р. 23 к.
В книге изложены методы анализа и синтеза схем для оформления сетки дискретных частот с кольцом фазовой автоподстройки, а также рекомендации по выбору структуры синтезаторов и их основных узлов. Приведены примеры расчета реальных систем.
Книга предназначена для инженеров, работающих в области синтеза частот, передающих и приемных устройств и измерительной техники.
М у т т е р В. М. Аналого-цифровые следящие систе мы. Объем 17 л. Ориентировочная цена 99 коп.
В книге излагаются теоретические основы и методы проектирования аналого-цифровых регуляторов и пре образователей, находящих широкое применение в раз личных системах технической кибернетики. Рассмот рены принципы построения аналого-цифровых систем, приведена их подробная классификация, описаны функциональные и принципиальные схемы.
Книга предназначена для широкого круга инжене ров, занимающихся измерительной и вычислительной техникой, а также для студентов вузов.