8. Преобразователи тока

Ограничитель тока. Ограничение коллекторного тока тран­зистора VT2 (рис. 2.31) осуществляется в результате открывания транзистораVT1. При малых входных напряжениях, когда открыт только транзисторVT2, наблюдается быстрое увеличение выходного тока. Эмиттерный ток транзистораVT2 создает падение напряжения на резистореR2. Это напряжение открывает транзисторVT1. Кол­лекторный ток транзистораVT1 уменьшает базовый ток транзистораVT2. Дальнейшее увеличение, входного напряжения лишь увеличива­ет коллекторный ток транзистораVT1.

Пороговый ограничитель тока. Ограничитель выходного тока построен по принципу шунтирования базовой цепи выходного тран­зистора (схема рис. 2.32). При входных напряжениях, когда ста­билитрон VD1 закрыт, транзисторVT1 закрыт тоже. Все входное напряжение приложено к базе транзистораVT2. Выходной ток определается резисторомКЗ. С уменьшением сопротивления резистораR3 наклон характеристики увеличивается. Как только входное на­пряжение превысит порогрвое напряжение стабилитрона, открывает­ся транзисторVT1. Напряжение в базе транзистораVT2 начнет уменьшаться. Выходной ток также уменьшится. Крутизну уменьше­ния выходного тока можно регулировать сопротивлением резистораR2. С увеличением сопротивления резистораR2 крутизна увеличи­вается. Уменьшить крутизну можно также включением в эмиттер транзистораVT1 дополнительного резистора.

Рис. 2.31

Транзисторный трансформатор постоянного тока. Трансформатор (рис. 2.33) питается от двух источников напряжения. Первый источ­ник включен в базовую цепь транзисторов, а второй — в коллекторную цепь. Эти источники не связаны между собой. От первого источ­ника ток протекает в базах и в резисторе R1. Пороговое напряже­ние открывания транзисторов равно 0,6 В. Ток второго источника, протекающий через коллекторы транзисторов, определяется сопро­тивлением в цепи эмиттеров. Проходные характеристики схемы по­казаны на рис. 2.33, б. По ним можно определить коэффициент транс­формации. Еслиh_21Э R2=10R1, гдеh_21Э — минимальный коэффи­циент передачи по точу одного из транзисторов, то коэффициент трансформации определяется как отношениеR1/R2.

Преобразователь сопротивлений. Устройство преобразует поло­жительное активное сопротивление в отрицательное. Это преобразо­вание осуществляется за счет изменения направления тока на выходе схемы (рис. 2.34) по отношению ко входу. Входное, напряжение по­ложительной полярности создает ток в эмиттерной цепи транзистора VT1. Порог открывания транзистора равен 100 мВ. Коллекторный ток этого транзистора равенIк=0,98Iэ. Ток транзистораVT2 будет определяться напряжением в базе и сопротивлением в эмитте­ре:Iвых=(0,98R₂I_Э—U_БЭ)/R₃, гдеV бэ =0,6 В — порог открыва­ния транзистораVT2. ЕслиIвх — U_вх/R₁, тоI_вых= —KIвх, гдеК — коэффициент преобразования — определяется из характеристик.

Отсюда I_вых = — KU_вх/R₁, или — R₁/K= U_ВХ/I_ВЫХ.

Инвертор тока. В схеме на рис, 2.35 выходной ток прямо пропор­ционален входному. Это достигнуто за счет применения падения на­пряжения от входного тока на транзисторе VT1 в диодном включении: Коэффициент пропорциональности между токами зависит от отношения коэффициентов передачи транзисторов

Рис. 2.32

Рис. 2.33

Рис. 2.34

Рис. 2.35 Рис. 2.36

Генератор стабильных токов. Коэффициент стабилизации выход­ных токов схемы на рис. 2.36 прямо пропорционально зависит от коэффициента усиления ОУ без ОС. С помощью ОУ стабилизируется напряжения в эмиттере транзистора VT1. ТокI₁ зависит от напря­жения на неинвертирующем входе ОУ, от сопротивления резистораR3; I_l = ER₂l(R₁+R₂)R₃. Поскольку падение напряжения на переходе база — эмиттер у однотипных транзисторов мало отличаются (прак­тически не отличаются), то токI₂будет обладать стабильностью, аналогичной стабильности токаI₁. Ток определяется выражениемI₂=ER₂/(Ri+R₂)R₄. Выходные токи связаны между собой зависи­мостьюI₂=I_l(R₃/R₄).