книги из ГПНТБ / Сиволобов Н.А. Основы полупроводниковой электроники учеб. пособие
.pdf- 1 2 0 -
потенциала базы не влечет за соЗой уменьшения тока его коллекто ра. Но как только триод Tj начнет выходить па режима насыщения, уменьшение потенциала его базы вызывает уменьшение тока коллек тора и при атом понижается потенциал коллектора. Это понижение потенциала с коллектора триода Tj передается через конденсатор Cj на базу триода Т2 , вызывая дальнейшее его отпирание. Потенциал коллектора Tg возрастает, триод Tj еще больше запирается. Пони жение потенциала коллектора Tj ведет к дальнейшему отпиранию . триода Т0 и т . д . Так развивается лавинообразный процесс нараста
ния |
тока коллектора триода Т 2 |
и который приводит к уменьшению |
||
тока |
коллектора в триоде T j , |
в |
результате чего триод Tj |
полностью |
вакроется, а триод Т2 полностью |
откроется и перейдет в |
режим |
||
насыщения. В это время лавинообразный процесс в схеме приостанав ливается. За время лавинообразного процесса напряжения на кол
лекторах |
скачкообразно изменяются на противоположные по сравнению |
с теми, |
которые были до начала лавины, т . е . на коллекторе триода |
Tg образуется положительный перепад напряжения, а на коллекторе Tj отрицательный (рис.45,б, момент іг ) . Триоды как бы меняЛоя ролями в результате скачкообразного изменения схемы (опрокидыва
ния) эа отрезок |
времени, необходимый для разрядки конденсатора |
|||
(в данном случае |
Cj). Отрицательный перепад потенциала, поступаю |
|||
щий с коллектора |
теперь |
запертого Tj |
на базу триода Т0 , |
под |
держивает его в |
открытом |
состоянии. |
Положительный перепад |
потен |
циала с коллектора Т2 поступает на базу триода Тр поддерживает его в запертом состоянии.
После опрокидывания сразу опять начинается перезаряд кон денсаторов. Разрядившийся ранее конденсатор Cj будет теперь за
ряжаться череэ открытый триод Т2 и сопротивление |
R к |
, а |
конден |
сатор С2 разряжаться через сопротивление Rg |
, источник |
кол- |
|
"Текторного питания и триод Tg. Ток разряда конденсатора С2 очень
мал, так как |
Икг. |
много больше суммы сопротивлении источника пи-і |
т а н и я с А и ^ |
- я |
г триода Т2 '. |
|
|
|
|
|
|
_ 121 _ |
|
|
|
|
|
|
|||
Конденсатор |
Ст |
зарядится |
значительно быстрее |
' L , - С, - |
кк |
||||||||||
чем разрядится конденсатор С2 |
Ьр ~.Сг |
• Rg |
, |
так как |
|
||||||||||
сопротивление |
|
Rк |
в десятки |
раз меньше |
сопротивления |
^ ^ ( с о |
|
||||||||
противления |
|
Rs |
|
составляют |
обычно I ~ Ъ кОм, а сопротивление |
||||||||||
R\ g- десятки |
килсоиов). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
После |
того, |
как заряд |
конденсатора |
|
Cj закончится |
|
|||||||||
(рис.45,а, |
точка |
5) в |
цепи |
эмиттер - база |
открытого |
триода Т2 |
|
||||||||
будет протекать |
постоянный ток: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
,-f |
- |
_ |
Е« |
ï,.gj |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
^г. |
Rs, |
+ |
|
|
|
|
|
||||
а напряжение Wô.,, на базе Т2 установится равным:-Ltst -Cfs |
-2^0 |
||||||||||||||
Конденсатор С2 будет продогзать разряжаться и после момен |
|||||||||||||||
та заряда конденсатора |
С |
по закону экспоненты. По тому же закону |
|||||||||||||
уменьшится и напряжение на базе |
Tj (рис.45,б, участок |
6і7) . Сск |
|||||||||||||
стояние |
схемы |
сохранится до тех пор, пока |
конденсатор |
С2 не раз |
|||||||||||
рядится |
до потенциала |
отпирания |
триода Tj (рис.45,б, |
|
точка 7). |
||||||||||
В этот момент произойдет очередное изменение состояния схемы. |
|
||||||||||||||
Таким образом |
состояние |
схемы будет периодически изменяться, |
и на |
||||||||||||
выходах напряжение будет иметь форму почти прямоугольных импульсов. Закругление отрицательного перепада напряжения объясняется зарядом
конденсатора, |
подключенного к коллектору запирающегося |
триода. |
|||||
Продолжительность заряда |
определяет |
длительность фронта |
импульса |
||||
и составляет |
І-срІ |
=2,3-RK-Ct |
или é^,^= 2,3 • RKg- |
Сг . |
|||
Выступ во время положительного |
перепада напряжения на код- |
||||||
лекторе (рис .45, б, участок 8-9) происходит также вследствие |
за |
||||||
ряда того же конденсатора |
и в то же время. |
|
|
|
|||
Изменением величин |
емкостей Cj и С 2 , £ f и |
Rg£ можно в |
|||||
широких пределах изменять |
длительность и период |
повторения |
|
||||
|
|
|
- |
122 |
_ |
|
|
|
|
|
импульсов. Re |
следует |
только допускать, чтобы Rr> |
ч R |
|
|
|||||
так ке |
в атом случае |
отпертый триод не будет переходить в ре |
||||||||
жим насыщения |
и форма |
импульсов искажается. Амплитуду импульсов |
||||||||
можно регулировать, |
изменяя |
величины напряжения |
источника |
Е |
и R |
|||||
|
|
Заторможенные |
мультивибраторы |
|
|
|
|
|||
|
|
Наиболее |
широко |
распространен |
мульти |
|||||
вибратор |
с |
эмиттерной связью на |
транзисторах |
(рис.46).пред |
||||||
ставляющий собой аналог лампового мультивибратора с катодной |
||||||||||
овязью. Он состоит |
из |
усилителя с общей базой, выполненного |
на |
|||||||
ѵранвисторе Тр и усилителя с общим коллектором |
на |
триоде |
Tg • |
|||||||
В этой схеме |
с помощью вмиттерного |
сопротивления |
без |
допол |
||||||
нительного источника смещения обеспечивается устойчивое состояниетранзистор Тт закрыт, а транзистор Tg открыт при отсутствии
входного сигнала |
(на |
рис.46,б, время до момента |
і.а |
) . Запи |
рание транзистора |
Тт |
обеспечивается делителем R { |
и ^ г |
, задаищим |
на баву транзистора Tj потенциал, меньший по абсолютной величине,
чем потенциал вмиттеров, |
который |
равен падению напряжения СС э |
на сопротивлении & э , |
за счет |
протекания тока JЭг открытого |
транзистора Tg. В исходном состоянии конденсатор С (на рис.46,а,
время до момента TQ ) заряжен |
до напряжения ER - U3 |
= \ |
~кз^зг |
с полярностью, укаванной на |
рис.46, а. Напряжение на |
запертом тран |
|
зисторе Tj в этом состоянии близко к Ejj, а потенциал на коллекторе открытого транзистора Т2 мало отличается от , поскольку внутреннее падение напряжения в насыщенном транзисторе очень мало.
После подачи отрицательного запускающего (спускового) им пульса (на рио.46,6, время.после момента éa ) с амплитудой, прѳвышаицей запирающее напряжение, происходит регенеративный
Р и с.46. Заторможенный мультивибратор на транзисторах: а - принципиальная схема; б -, временные диа-і
граммы напряжений
-І?Л-
процесс, в результате которого одіювибратор опрокидывается: транзистор Tj открывается и под действием цепи обратной связи закрывается транзистор Т.-,. Процесс взаимного усиления взаимо действия чероз цепь обратной связи продолжается до тех пор, пока
транзистор Tj |
полностью не откроется, |
а триод Tg полностью не за |
|||||||||
кроется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема оказывается во временно-устойчивом состоянии. Время |
|||||||||||
нахождения в |
этом состоянии определяется временем разряда емко |
||||||||||
сти С (время |
от |
L 0 до |
|
), |
когда |
напряжение |
на |
конденсаторе |
|||
уменьшится до |
нуля (момент |
£ f ), |
транзистор |
Tg откроется и нач |
|||||||
нется процесс регенерации, в результате которого произойдет |
|||||||||||
обратное |
опрокидъшаше |
схемы |
(время |
от |
^ |
до |
Ьг |
) . Время, в |
|||
течение |
которого |
схема |
находится |
во |
временно-устойчивом (квази |
||||||
устойчивом) состоянии, определяет длительность генерируемого им- •
пульса |
(этап регенерации). После обратного опрокидывания |
начинается |
этап восстановления, в течение которого конденсатор С |
заряжается до исходного напряжения, а потенциалы электродов тран зисторов возвращаются к начальным значениям.
Повторный входной |
импульс может быть подан только после |
||
завершения времени |
восстановления |
і д . |
|
Обратная связь |
в |
данной схеме |
имеет две цепи. Одна из вхо |
дящих в нее цепей выполнена в виде коллекторно-базовой связи с
помощью конденсатора С, |
а функции другой цепи выполняет |
общее |
||||
эмиттерное сопротивление |
R9 |
. Для того, чтобы такая |
обратная |
|||
связь |
проявлялась, |
ток в |
транзисторе Tg должен быть больше |
тока |
||
£/3 |
транзистора |
T j . |
В этом |
случае при переходе тока от |
Тд к |
|
Tj на' эмиттере транзистора Тт появляется добавочное положитель ное напряжение
|
_ 125 |
- |
|
|
|
|
Это напряжение |
увеличивает ток в триоде Т р т . е . |
открывает |
||||
его. |
|
|
|
|
|
|
Величина напряжения входного импульса определяется разностью |
||||||
потенциалов на базе |
и эмиттере триода Т р |
Для регулирования |
дли |
|||
тельности выходного |
импульса |
~t-u можно сопротивление |
R K ( |
выпол |
||
нить в виде потенциометра, |
а |
конденсатор |
С подключить |
к движку |
||
потенциометра. |
|
|
|
|
|
|
Автогенераторы гармонических колебаний
Все типы генераторов гармонических колебаний могут быть вы полнены на транзисторах, так как выпускаемые про;<ышленностью транзисторы полностью удовлетворяют всем требованиям, предъявляе мым к усилительным приборам при построении генераторов.
Схемы полупроводниковых генераторов аналогичны схемам лампо вых генераторов и представляют собой также усилитель с обратной связью и с частотно-избирательной цепью. Можно в любой ламповой схеме генератора формально заменить лампу транзистором, если эмиттер можно уподобить катоду лампы, коллектор - аноду, а базу - управлявшей сетке. Кроме того, должны быть перестроены и вспомога тельные цепи таким образом, чтобы обеспечить правильный началь ный режим работы транзистора. При построении схем генераторов на транзисторах необходимо учитывать зависимость параметров тран зистора как от напряжения и тока, так и от температуры. Для ста билизации режима транзисторных генераторов обычно используются те же методы, что и в схемах транзисторных усилителей.
-126 -
Транзисторы в генераторах чаще всего включают по схеме с общим эмиттером. На рис.47 показаны схемы транзисторных авто
генераторов. На рис.47,а показана схема автогенератора с индук тивной трансформаторной обратной связью. За счет падения напряже ния на сопротивлении при прохождении через пего постоянной составляющей тока базы создается смещение на базе транзистора
(на всех трех схемах). Дроссель L на схеме^рис.45,б^блокирует по высокой частоте источник питания. Конденсаторы Ск и Сб яв ляются разделительными.
На рис.47,в |
приведена схема R С-генератора |
на |
транзисто |
|
ре с трехзвешюП |
фазосдвнгающей R.C- |
цепью. Для |
возбуждения |
|
незатухающих колебаний с коллектора |
на базу должно |
быть подано |
||
напряжение, сдвинутое по фазе на 180°. Это осуществляется с помощы цепочек R С , рассчитанных таким образом, чтобы условие баланса фаз выполнялось только для одной частоты. При этом надо учитывать малое входное сопротивление транзисторного каскада, которое должно
быть примерно равно |
сопротивлению |
фазо-сдвигающеи |
R С -цепи |
с |
||||||
учетом сопротивления делителя, задающего |
начальное |
смещение |
|
|||||||
на |
базу. Параметры |
звеньев |
в этом |
случае |
будут одинаковые. При |
|||||
несоблюдении этого |
условия |
параметры |
звеньев /?С-цепи |
будут |
раз |
|||||
личными. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для выполнения |
условия |
баланса |
амплитуд коэффициент обрат |
||||||
ной связи должен быть равен |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
уЪ |
- коэффициент усиления |
по |
току |
транзистора, |
включен |
||||
|
|
ного по схеме |
с общим эмиттером. |
|
|
|
||||
127
m C Нагрузка
-Si
P и с.ч7, Принципиальные схемы транзисторных авто-t генераторов: а ~хС-генератор с транс-і форматорнои связью; б - трехточечныП /СС' генератор; в -> /^-генератор
-128 _
ПРИЛОЖЕНИЛ
Гі'Параметры германиевых и кріаашевых диодов
Тип диода |
Электрические |
параметры |
при |
гіРКі3=420 |
|
-»+50°С |
|
|||
Наибольшая |
тI Наибольший |
Обратный |
ток |
; |
Падение |
на |
||||
|
||||||||||
|
амплитуда |
і выпрямлен- |
при наибольшем) |
пряжения |
в |
|||||
|
обратного |
і ный |
ток |
обратном напряг прямом направ- |
||||||
|
напряжения, |
(среднее |
жении |
A |
і |
лении при наи |
||||
|
|
значение),А |
|
|
|
|
большем |
токе, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
-В |
|
|
|
|
Германиевые диоды |
|
|
|
|
|
|
||
Д7Б |
100 |
|
0,3 |
|
0,3 |
|
|
0,5 |
|
|
Д7В |
І50 |
|
0,3 |
|
0,3 |
|
|
0,5 |
|
|
Д7Г |
200 |
|
0,3 |
|
0,3 |
|
|
0,5 |
|
|
Д7Д |
300 |
|
0,3 |
|
0,3 |
|
|
0,5 |
|
|
Д7Е |
350 |
|
0,3 |
|
0,3 |
|
|
0,5 |
|
|
Д7Ж |
400 |
|
0,3 |
|
0,3 |
|
|
0,5 |
|
|
|
|
Кремниевые диоды |
|
|
|
|
|
|
||
Д202 |
100 |
|
0,4 |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
Д203 |
200 |
|
0,4 |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
Д204 |
300 |
|
0,4 |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
Д205 |
400 |
|
0,4 |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
Д206 |
100 |
|
0,1 |
|
0,05 |
|
|
1,0 |
|
|
Д207 |
200 |
|
0,1 |
|
0,05 |
|
|
1,0 |
|
|
Д208 |
300 |
|
0,1 |
|
0,05 |
|
|
1,0 |
|
|
Д209 |
400 |
|
ОД |
|
0,05 |
|
|
1,0 |
|
|
Д2І0 |
500 |
|
0,1 |
|
0,05 |
|
|
1,0 |
|
|
дан |
600 |
|
0,1 |
|
0,05 |
|
|
1,0 |
|
|
Д2І4 |
100 |
|
10 |
|
3,0 |
|
|
1,25 |
|
|
|
|
|
- |
129 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
|
'.L |
1 |
|
Г |
|
|
4 |
- |
• 5 " |
2 |
|
3 |
|
|
||||
Д2І4А |
|
100 |
|
|
10 |
3,0 |
|
1,0 |
Д2І4Б |
|
100 |
|
|
5 |
- 3,0 |
|
1,5 |
Д2І5 |
|
200 |
|
|
10 |
3,0 |
|
1,25 |
Д2І5А |
|
200 |
|
|
10 |
3,0 |
|
1,0 |
Д2І5Б |
|
200 |
|
|
5 |
3,0 |
|
1,5 |
Д2І7 |
|
800 |
|
|
0,1 |
0,05 |
|
0,7 |
Д2І8 |
|
1000 |
|
|
0 ,1 |
0,05 |
|
0,7 |
Д226 |
|
400 |
|
|
0,3 |
0,03 |
|
1,0 |
Д226А |
|
300 |
|
|
о.з |
0,03 |
|
1,0 |
Д226Е |
|
200 |
|
|
0,3 |
0,03 |
|
1,0 |
Д226Б |
|
400 |
|
|
0,3 |
0,1 |
|
1,0 |
Д226В |
|
300 |
|
|
0,3 |
0,1 |
|
1,0 |
Д226Г |
|
200 |
|
|
0,3 |
0,1 |
|
1,0 |
Д226Д |
|
100 |
|
|
0,3 |
0,1 |
|
1,0 |
Д229А |
|
200 |
|
|
0,4 |
0,05 |
|
1,0 |
Д229Б |
|
400 |
|
|
0,4 |
0,05 |
|
1,0 |
Д237А |
|
200 |
|
|
0,3 |
0,05 |
|
1,0 |
Д237Б |
|
400 |
|
|
0,3 |
0,05 |
|
1,0 |
Д237В |
|
600 |
|
|
0,1 |
3,0 |
|
1,0 |
Д242 |
|
100 |
|
|
5 |
3,0 |
|
1,0 |
Д242А |
|
100 |
|
|
10 |
3,0 |
|
1,0 |
Д242Б |
|
100 |
|
|
2 |
3,0 |
|
1,0 |
Д243 |
|
200 |
|
|
5 |
3,0 |
|
1,0 |
Д243А |
|
200 |
|
|
10 |
3,0 |
|
1,0 |
Д243Б |
|
200 |
|
|
2 |
3,0 |
|
1,0 |
Д245А |
|
300 |
|
|
10 |
3,0 |
|
1,25 |
Д245 |
|
300 |
|
|
10 |
3,0 |
|
1,0 |
Д245Б |
|
300 |
|
|
5 |
3,0 |
|
1,5 |
Д246А |
|
400 |
|
. |
10 |
3,0. |
|
1,25 |