1.3.Подільник напруг

У вхідних колах підсилювачів на біполярних транзисторах доводиться зустрічатися зі схемою, зображеною на наведеному рисунку. Вхідна змінна напруга потрапляє на вхід транзистора у точку А через розділову ємністьі створює там змінну напругу з амплітудою.

Туди ж від джерела постійної напруги за допомогою подільника, що складається з опорівіподається постійна компонента напруги. По опоруподільника протікає струм. Опірімітує вхідний опір транзистора, по якому стікає струм.

Домашнє завдання 1.3. По заданих ,,,,та відношенню а =розрахувати усі елементи схеми.

Обгрунтувати еквівалентне перетворення схеми.

З цією метою слід окремо розглядати роботу схеми як для постійних, так і для змінних компонент струмів і напруг. Для постійних компонент достатньо відкинути ту частину схеми, що знаходиться ліворуч від пунктирної лінії “аа” і розраховувати величини опорівза законом Ома

Для аналізу роботи схеми за змінними компонентами слід з’єднати точку “b” з точкою “о”, бо для джерела напруги, як відомо, внутрішній опір дорівнює нулеві і за змінною напругою ці точки мають однаковий потенціал. Отже, для змінних компонент еквівалентна схема матиме вигляд зображений на наведеному рисунку. Усі три опори ,івиявляються увімкненими паралельно і являють собою загальний опір. Разом із ємністюцей опір утворює дільник для змінної напруги,звідки задаючи співвідношенняможна знайти значення ємності.

2.Випрямлячі і стабілізатори

Для живлення радіоелектронних пристроїв від міської мережі доводиться перетворювати змінний 220-вольтний струм у постійний струм потрібної напруги. Для цього потрібні випрямлячі, які є обов’язковою частиною більшості радіоелектронних приладів і пристроїв.

1. Схеми випрямлячів

а) Однонапівперіодний випрямляч.

У цьому найпростішому типі випрямлячів струм проходить через напівпровідниковий діод лише протягом позитивного пів-періоду. Якщо напруга на вторинній обмотці трансформатора є, то струмдорівнюватиме

Тут і далі вважається, що омічний опір діода у відкритому стані набагато менший від опору навантаження, а у закритому стані, навпаки, набагато більший.

Середнє значення струму дорівнює

Тоді середній струм дорівнює від максимального значення струму.

Максимальна зворотна напруга, яку має витримувати діод у закритому стані протягом негативного напівперіоду , тобто вона дорівнює амплітуді вхідної напруги.

б) Двохнапівперіодний випрямляч

9

У цій схемі діоди іпрацюють по черзі: один протягом першого пів-періоду, другий - протягом другого. Але струми обох діодів ідодаються один до одного на опорі навантаження. Таким чином у порівнянні з попередньою схемою значення струмуподвоюється:

Середній же струм через кожний з діодів складає

Максимальна зворотна напруга, що її має витримувати кожний з діодів дорівнює 2.

в) Мостова схема

Тут протягом позитивного пів-періоду струм проходить через діоди іта опір навантаження, а протягом негативного напівперіоду через діодиіі знову ж таки через опір навантаження у тому ж самому напрямку. Отже і тут, а максимальна зворотна напруга на кожному з діодів дорівнюватиме.

Перевагою даної схеми порівняно з попередньою є простіша конструкція трансформатора, а недоліком - потреба у більшій кількості діодів.

Домашнє завдання 2.1. Розрахувати для вказаної у індивідуальному завданні схеми випрямляча середній струм через опір навантаження і діоди, а також максимальну зворотну напругу. На підставі цього обрати з наведеної таблиці найбільш придатний тип діодів.

Вказівка:Для збільшення максимальної зворотної напруги можна з’єднувати по кілька однотипних діодів послідовно.

Тип діода	I0 max (мА) Максимально допустимий середній струм через діод	Uзв max (В) Максимально допустима зворотна напруга, яку може витримувати діод
ГД107Б	20	20
КД102Б	100	300
КД105А	300	200
КД103А	100	50
2Д108Б	100	1000
Д223	50	50

2. Згладжуюча ємність

Струм, який одержується у розглянутих вище схемах випрямлювачів, є не постійним, а пульсуючим. Щоб наблизити його до постійного слід згладити ці пульсації. Найпростішим способом для цього є увімкнення великої ємності паралельно до опору навантаження .

Зарядившись у момент максимальної вхідної напруги до амплітудного значення , конденсатор далі розряджається через опірза законом

доти, доки напругане перевищить. Далі протягом деякого часуємність підзаряджається доі далі процес повторюється.

Щоб підрахувати величину пульсацій , треба зробити деякі припущення. Якщо(Т - період між двома підзарядками ємності), то величиною порівняно зТ можна знехтувати і вважати, що

Примітка: Оскільки у дійсності час розрядження ємності менший від Т , то одержанабуде дещо перебільшеною.

Домашнє завдання 2.2 Для випрямляча, розглянутого у попередній задачі 2.1, розрахувати відносну величини пульсацій , якщо опір зашунтований ємністю С, а частота змінного струму складаєf.

3. Стабілізатор на стабілітроні

Для підтримання незмінною (точніше, майже незмінною) напруги на виході джерела живлення при коливаннях напруги на його вході застосовуються стабілізатори напруги. Стабілізаторами напруги обладнана більшість сучасних радіоелектронних приладів.

Схема найпростішого стабілізатора напруги на стабілітроні зображена не наведеному рисунку. Тут використовується та властивість стабілітрона, що його диференціальний опір у робочійобласті набагато менший від омічного. Тому постійна складова вхідної напругиділиться між опоромі стабілітроном як

,

а невеликі прирощення вхідної напруги - як

.

Отже, коефіцієнт стабілізації, тобто співвідношення відносних змін напруги на вході і виході стабілізатора будуть

Домашнє завдання 2.3. Розрахувати стабілізатор напруги, навантажений на заданий опір . Обрати за даними таблиці найбільш придатний тип стабілітрона, визначити значенняі межі стабілізації за вхідною напругою.

Тип стабілітрона	UCT (B) Напруга стабілізації	Imin (мA) Мінімальний стум стабілітрона	Imax (мА) Максимальний струм стабілітрона	rd (Ом) Диференціальний опір
Д811	10	3	23	15
Д815Е	15	25	500	3.8
2С224Ж	25	0.5	5.2	70

Вказівки: 1) Оскільки в даній задачі, на відміну від попереднього розрахунку, є навантажувальний опір, то у наведених вище формулах замість іслід підставлятита.

2. При потребі можна з’єднувати по кілька однотипних стабілітронів послідовно, збільшуючи тим вихідну напругу . При цьому у стільки ж разів збільшуютьсяі.

1. При виборі типу стабілітрона треба мати на увазі, щоб середній струм стабілітрона був сумірним із струмом у опорі навантаження :.