книги из ГПНТБ / Фролкин В.Т. Импульсная техника учебное пособие для радиотехнических факультетов высших учебных заведений

сообразным оказывается применение графоаналитических методов анализа с использованием графического построения характеристик ламп и нагрузочных цепей.

Следует отметить, что в целом ряде случаев усложнение анализа для уточнения полученных «линеаризованных» фор­ мул оказывается нецелесообразным вследствие значительного разброса характеристик от экземпляра к экземпляру и изме­ нения параметров приборов при старении и воздействии климатических факторов.

Эквивалентные линейные схемы диода и триода.

На рис. 1. 1 представлены линеаризованные вольтамперные характеристики диода (рис. 1. 1, а) и триода (рис. 1. 1, б).

Рис. 1. 1. Линеаризованные статические характеристики диода (а) и триода (б):

1 — режим усиления; 2 — режим отсечки; 3 — критический режим.

Отдельные участки этих характеристик можно представить

10

рис. 1. 2, б положение 2 ключа определяется областью зна­ чений (7а < 0 и Ug<Z—Ego, где через Ega обозначена величина напряжения запирания лампы по сетке.

Пентод с постоянным^напряжением £’g2 между экрани­ рующей сеткой и катодом. Линеаризованные характе­ ристики пентода для некоторого напряжения E2g между экранирующей сеткой и катодом представлены на рис. 1. 3,а.

Рис. 1. 3. Линеаризованные статические характеристики пентода (а) и эквивалентная схема (б).

Очевидно, что соотношения (1. la), (1. 2) и (1. За), а сле­ довательно, и эквивалентная схема рис. 1. 2, б будут спра­ ведливы и в этом случае, если под величиной е0, как и ранее, понимать отрезок на оси абсцисс, отсекаемый продолжением спрямленной характеристики для Е = 0. (Из рис. 1. 3, а

следует, что для пентодов всегда е0 < 0.) Для пентода, рабо­ тающего в режиме усиления, иногда более удобно опери­ ровать эквивалентной схемой с использованием генераторов

мленной характеристики для Eg = 0 с осью токов.

Пентод с переменным напряжением Ug2. В импульсных схемах часто приходится иметь дело с пентодом, напряжение на экранирующей сетке которого изменяется относительно напряжения на катоде в процессе формирования сигнала. Это имеет место, например, в тех случаях, когда экранй-

12

рующая сетка питается от источника £g2 через омический делитель или же при наличии катодного сопротивления и незашунтированной на катод цепи экранирующей сетки. При переменном потенциале экранирующей сетки для усилительного режима работы лампы могут быть исполь­ зованы эквивалентные схемы цепей анода и экранирующей сетки (рис. 1. 4), построенные в соответствии с уравнениями линеаризованных характеристик анодного тока и тока экра­ нирующей сетки

1’а = -^7 (p-k'g + ео)’ (1.5а)

и экранирующей сетки, позволяет определить искомые токи и напряжения.

(рис. 1. 5, а) токи и напряжения в цепи анода можно опре­ делить более просто, построив эквивалентную схему анодной цепи с эквивалентными параметрами лампы R\, р-' и S'

(рис. 1. 5, б).

Эквивалентные параметры можно определить из ре­ шения (относительно анодного тока) следующей системы

13

уравнении, составленных для эквивалентных схем (рис. 1. 5, в и г):

Рис. 1. 5. Эквивалентная схема анодной цепи пентода с перемен­ ным потенциалом экранирующей сетки.

Ей + p-Ug ч- ^3Ug2 — е0 = ia (Za + 4- tfK) 4- igRxt (J. 6a)

14

Пользуясь этими соотношениями, можно получить сле­

[_ Наэ

(1.8в)

Напряжение запирания ламп. При анализе импульсных схем часто требуется аналитическое выражение напря­ жения запирания триодов и многосеточных ламп по упра­ вляющей сетке. В приближенных расчетах удовлетвори­ тельные результаты обычно получаются при использовании величины напряжения запирания — Eg0 для спрямленных характеристик, определяемых соотношениями (1. 1а) и (1. 5).

15

Эквивалентные схемы полупроводниковых триодов (транзисторов). Так же, как и для электронных ламп, при построении эквивалентных схем полупроводниковых трио­ дов воспользуемся линеаризованными статическими харак­ теристиками, связывающими выходные величины прибора, ток коллектора iK и напряжение UK между коллектором и базой.

Рис. 1. 6. Эквивалентные схемы коллекторной цепи полупроводниковых триодов (транзисторов):

в настоящее время получили наибольшее распространение. Триоды типа п — р — п применяются обычно лишь в тех случаях, когда их использование совместно с триодами типа р — п — р Существенно упрощает схему. Как известно, при включении в схему триодов этих двух типов требуются источники питания различной полярности как для эмит­ тера, так и для коллектора. Таким образом, для триода типа п — р — п вольтамперные характеристики будут лежать в области положительных напряжений и токов.

16

Линеаризованные коллекторные характеристики

Иногда удобнее оперировать с эквивалентными генерато­

к'22

Отметим особенности характеристик полупроводнико­ вых триодов по сравнению с электронными лампами. Пара­ метром семейства коллекторных характеристик в режиме усиления является входной ток (ток эмиттера), а не входное напряжение, как для электронных ламп. Это объясняется тем, что входное сопротивление участка эмиттер — база триода порядка сотен ом, т. е., как правило, намного меньше внутреннего сопротивления источника входного сигнала, который в этом случае работает как бы в режиме короткого замыкания.

Кроме того, коллекторный ток полупроводникового триода даже в режиме отсечки не равен нулю и обычно лежит в пределах от 5 до 30 мка. Это объясняется присут­ ствием в зонах базы, эмиттера и коллектора некоторого количества неосновных носителей, для которых отрица­ тельное напряжение, приложенное к коллекторному пере­ ходу, является ускоряющим, а не тормозящим.

Наконец, в полупроводниковом триоде в отличие от слабых емкостных связей по напряжению в электронных лампах существует сильная внутренняя связь между токами всех электродов, обусловленная сущностью физических процессов в приборе. Даже в лучших экземплярах разра­ ботанных в настоящее время триодов 1—5% тока эмиттера ответвляется на базу. Это обстоятельство в совокупности со сравнительно большим сопротивлением базового пере­ хода приводит к образованию сильной внутренней обратной связи, которая уменьшает коэффициент усиления триода.

Эквивалентная входная схема. Для получения связи между входным током (током эмиттера) и входным напря­ жением сигнала, в особенности при сложных схемах вклю­ чения прибора, используются эмиттерные характеристики (рис. 1. 7, а), линеаризация которых может быть проведена так, как это показано на рис. 1. 7, б. Три линейных участка характеристик, соответствующие режимам усиления, отсечки и насыщения, описываются следующими уравне­ ниями:

режим /:

18

где

ZK=const ’ •

Рис. 1. 7. Эквивалентная схема входной цепи транзисторов:

что эмиттерный и коллекторный токи в эквивалентных схемах, рассмотренных выше, включают как постоянную, так и переменную составляющие в соответствии с соотношениями (для триода «р — и — р»):

Знак минус в равенстве (1.146) отмечает обратное напра­ вление постоянного тока в коллекторной цепи для триода типа «р — п — р».