книги из ГПНТБ / Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник

‘Iвы* = 0.

Запуск и опрокидывание (момент 11). При подаче запуска­ ющего импульса транзистор отпирается. Ток коллектора вы­ зывает в коллекторной обмотке трансформатора э.д.с. само­ индукции ен, которая, согласно правилу Ленца, препятствует нарастанию тока (знаки полярности ен показаны на схеме сплошными линиями). В базовой обмотке наводится э.д.с. взаимоиндукции ес.

Для получения положительной обратной связи базовая и коллекторная обмотки намотаны встречно, поэтому э.д.с. е6 имеет полярность, обратную <?к. Обозначения полярности еб показаны па схеме сплошными линиями. Появление отрица­ тельного напряжения на базе увеличивает ток базы и вызыва­ ет дальнейшее увеличение тока коллектора. Символически про­ цесс может быть записан следующим образом:

1 ік t ~ -ек 1 ->е6\-> іл f — —

Регенеративный процесс заканчивается, когда транзистор перейдет в режим насыщения и коэффициент усиления станет равным пулю.

2аЗ

Формирование вершины импульса (интервал t\—t2). Пос­ ле окончания процесса опрокидывания блокпнг-генератор пе­ реходит в квазпустойчивос состояние равновесия. В этом со­ стоянии транзистор находится в режиме насыщения. Хрони­ рующий конденсатор С заряжается током базы. По мере заря­ да конденсатора ток базы уменьшается. При этом в базовой обмотке наводится э.д.с. самоиндукции, которая препятствует изменению тока (полярность этой э.д.с. совпадает с поляр­ ностью э.д.с. взаимоиндукции во время опрокидывания). Под влиянием источника Вк ток коллектора, протекающий через обмотку WK, растет. При этом в обмотке наводится э.д.с. са­ моиндукции, полярность которой совпадает с полярностью э.д.с. ек во время опрокидывания. Уменьшение тока базы и возрастание тока коллектора способствуют рассасыванию за­ ряда в базе и, следовательно, уменьшают коэффициент насы­ щения транзистора. Квазиустойчивое состояние заканчивает­ ся, когда транзистор выходит из режима насыщения и перехо­ дит в активную область. На этом этапе работы блокинг-генера- тора происходит формирование вершины импульса.

Обратное опрокидывание (момент t2). После перехода в ак­ тивную область транзистор снова становится усилительным элементом. Поэтому уменьшение тока базы вызывает умень­ шение тока коллектора, что приводит к изменению полярности э.д.с. самоиндукции в коллекторной обмотке . импульсного трансформатора (полярность на рис. 8.1 показана пунктирны­ ми линиями). В базовой обмотке наводится э.д.с. взаимоиндук­ ции, которая положительным потенциалом приложена к базе. Это вызывает еще большее уменьшение токов базы и коллек­ тора. Развивается лавинообразной процесс обратного опроки­ дывания

В результате опрокидывания транзистор запирается.

Восстановление исходного состояния равновесия (интервал h —U). Во время формирования вершины импульса происхо­ дит нарастание энергии магнитного поля импульсного транс­ форматора (за счет роста тока намагничивания) и электриче­ ского поля конденсатора С (за счет заряда конденсатора то­ ком базы). Процесс восстановления заключается в рассеянии этой энергии. Рассеяние магнитной энергии связано с ударным возбуждением контура, состоящего из индуктивности транс­ форматора и паразитных емкостей. Этот процесс заканчивается достаточно быстро (интервал t2—U). Он может быть колеба­ тельным и апериодическим. Обычно колебательный режим яв­ ляется нежелательным, так как вторая полуволна может вы­

235

звать отпирание транзистора. Для устранения колебательного режима трансформатор шунтируется диодом Д (рис. 8.1), ко­ торый не оказывает влияния на процесс генерации импульса (диод в это время заперт), но отпирается во время восстанов­ ления и переводит контур трансформатора в апериодический режим (пунктир на рис. 8.2). Кроме того, диод уменьшает ам­ плитуду первой полуволны обратного выброса, что обычно же­ лательно.

Рассеяние электрической энергии происходит при разряде конденсатора С через резистор и источник смещения Ьц (интервал h —(4)- Этот процесс происходит значительно мед­ леннее, чем колебательный. По мере разряда конденсатора напряжение на базе уменьшается и происходит восстановление

исходного состояния. Длительность про­ цесса восстановле­ ния может быть оп­ ределена по формуле tB= 3 CR6.

Ян

§ 8.3. РАСЧЕТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА

На этапе формиро­ вания вершины тран­ зистор находится в режиме насыщения и практически пред­ ставляет собой ко­

роткозамкнутый ключ. Эквивалентная схема блокинг-геиера-

тивление нагрузки;

— ток намагничивания.

2S6

Дли определения длительности импульса определим харак­ тер изменения заряда в базе транзистора. Как известно, заряд в базе связан с током базы соотношением (см. § 1.6)

Общее решение этого дифференциального уравнения может быть записано в виде

t

где

Q(0) — заряд в базе, накопленный за время прямого бло- кинг-процесса;

■с, — постоянная времени транзистора с общим эмитте­ ром.

Из эквивалентной схемы следует, что ток базы изменяется по экспоненте:

тора в режиме насыщения л,х.н весьма мало (от нескольких ом до нескольких десятков ом) и значительно меньше входного сопротивления в активном режиме. Подставляя выражение для тока базы в уравнение (8.2) и учитывая, что за время бы­ строго блокинг-процесса накопится весьма малый заряд Q(0) и его приближенно можно считать равным нулю, получим за­ кон изменения заряда в базе транзистора блокинг-генератора:

287

Временная зависимость Q изображена па рис. 8.4. Про­ цесс формировании вершины закончится, когда рассосется из-

Рис. 8.4

бы точный заряд в базе, т. е. когда в базе останется заряд QЗІТ, соответствующий активному режиму транзистора. Этот заряд определяется током коллектора (см. § 1.6)

- 2S8

Рассмотрим способы регулирования длительности. Увеличение емкости С и индуктивности L уменьшает ско­

рости изменения токов базы и коллектора и, следовательно, скорость выхода транзистора из режима насыщения. Поэтому с увеличением С и L длительность импульса увеличивается. Это же следует из формулы (8.10). Удобным способом регули­ рования длительности импульса является включение в цепь базы последовательно с конденсатором С небольшого (десят­ ки—сотни ом) регулировочного резистора. Увеличение сопро­ тивления этого резистора увеличивает постоянную времени за­ ряда емкости С и длительность импульса.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Почему в начале процесса формирования вершины им­ пульса заряд в базе нарастает, а затем начинает уменьшаться?

2.Поясните на графике зависимости Q(t) (рис. 8.4) влия­ ние С и I. на длительность импульса.

§8.4. БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР

ВАВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОМ РЕЖИМЕ

НА ТРАНЗИСТОРЕ

Для получения автоколебательного режима на базу тран­ зистора подается отрицательное напряжение (рис. 8.5). От­ сутствие источника запирающего напряжения приводит к то­ му, что блокинг-генератор не имеет устойчивого состояния равновесия: и при открытом, и при запертом транзисторе со­ стояния равновесия являются квазиустойчивыми. Автоколеба­ тельный режим заключается в скачкообразном переходе бло- кинг-генератора из одного квазиустойчивого состояния в дру­ гое. Временные диаграммы напряжений изображены на рис. 8.6.

Рассмотрим кратко работу устройства. При отпирании транзистора в блокинг-геператоре происходит лавинообразный

290

процесс опрокидывания, в результате которого транзистор пе­

и произойдет обратное опрокидывание, в результате которого транзистор запрется. После запирания конденсатор С переза­ ряжается через базовую обмотку трансформатора, резистор Rü

и источник — Ек (интервал t\—і2). Все эти процессы анало­ гичны соответствующим процессам в ждущем блокинг-генера- торе и подробно описаны в § 8.2. Однако в отличие от процес­ сов в ждущем блокинг-генераторе конденсатор С стремится перезарядиться до напряжения — Ек. Поэтому в некоторый момент времени напряжение на базе становится равным нулю, транзистор отпирается, происходит опрокидывание и процес­ сы повторяются,

291

- t ^ ч п - -

ІІкз

t

UM'6K

£

Pnc. 8. 6

292