Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Mikroskhemotekhnika_Mindeeva.pdf
Скачиваний:
697
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
1.26 Mб
Скачать

9.2. Передаточная характеристика и параметры инвертора с линейной нагрузкой

На рис.9.9 приведена электрическая схема инвертора с линейной нагрузкой.

UИП

IН~f(UВЫХ)

RН

IС0 ~ f(UВХ,UВЫХ)

UВЫХ

UВХ

M0

 

Рис.9.9. Электрическая схема инвертора с линейной нагрузкой

Для получения аналитического выражения передаточной характеристики распишем напряжения, управляющие транзистором

М0.

UСИ = UВЫХ ,

UЗИ = UВХ , UПИ = 0 ,

Для М0 UПОР = UПОР0 .

На рис.9.10 приведены характеристики инвертора с линейной нагрузкой.

165

IC0,IН

 

 

UВХ1

UВЫХ

A

B

 

 

 

 

 

IН

 

 

UВЫХ1

 

 

 

 

 

UИП/RН

D C

IC0

P1

UВЫХ

= UВХ

 

 

 

 

 

P

 

 

 

UВХ UПОР0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

=

 

 

 

 

 

 

П

 

 

1+η

 

 

 

 

 

 

 

ВЫХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A,B

UВЫХ0

 

 

C

D (P0)

UВХ

UВЫХ0

 

UВЫХ

U0

U

U

 

U1 =

UВЫХ С UИП=UВЫХ1

 

U

 

 

 

 

 

ВХ

ВХB

ВХС

 

ВХ

ВХ D

 

 

 

а

 

 

б

 

 

 

 

 

Рис.9.10. Характеристики инвертора с линейной нагрузкой: а - совместная ВАХ; б - передаточная

Рассмотрим более подробно режимы транзистора на различных участках работы.

Участок АВ ® 0 < UВХ < UВХB . М0 работает в режиме отсечки.

Исходя из режимов работы и условия равенства токов, распишем систему уравнений и определим выходное напряжение:

ìIC0 = 0 ;

 

 

ï

 

U

 

-U

 

ï

=

ИП

ВЫХ ;

íIН

 

RН

ï

 

 

 

 

ï

= IН ;

 

 

îIC0

 

 

UВЫХ = U1ВЫХ = UИП.

Граничное условие: в точке В транзистор переходит из ре-

жима отсечки в режим пологой области, т.е. UВХB = UПОР0 .

Участок BC UВХB < UВХ < UВХC . М0 работает в режиме пологой области

166

 

ì

 

 

 

 

 

K

0

 

 

 

 

(UЗИ -UПОР

0

)

2

 

 

 

 

K

0

 

 

 

 

(UВХ -UПОР

0

)2

 

 

 

 

 

 

ï IC0 =

 

 

 

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

IН = UИП -UВЫХ ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

I

 

= I

 

 

 

.

 

 

RН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

C0

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

0

 

×

 

(UВХ -UПОР

0

 

)

2

=

U

ИП

-U

ВЫХ ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

0

 

× R

 

 

 

 

 

 

(U

ВХ -UПОР

0

)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UВЫХ = UИП -

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На участке ВС передаточная характеристика имеет квадра-

тичную зависимость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Граничное условие: в точке С транзистор М0 переходит из

режима пологой в режим крутой области:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UСИ = UЗИ - UПОР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UВХ

 

 

 

 

 

-UПОР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UВЫХС

=

С

 

 

0

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решив совместно уравнения (9.1) и (9.2), получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

0

× R

 

 

 

 

 

(U

ВХ

С

 

-UПОР

0

)2

 

 

 

UВХ

С

 

-U

ПОР

0

 

U

ВЫХС

= U

ИП

-

 

 

 

 

Н

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

0

× R

 

 

 

 

(UВХ

С

-UПОР

0

)2

 

 

 

 

 

 

 

UВХ

С

 

-UПОР

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-UИП = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UВХС

 

= UПОР0

+

 

 

 

 

1+ 2K0RНUИП (1+ h)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K0RН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C одной стороны точка переключения РП принадлежит участку BC, а с другой стороны в этой точке UВЫХ = UВХ = UП. Поэтому после подстановки UП в уравнение (9.1) получим:

167

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

0

 

× R

(UП

 

-UПОР

0

)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UП = U

ИП -

 

 

 

 

 

Н

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ 2

K0 × RН

(U

ИП

 

-U

ПОР0

) -1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UП

= UПОР0

+

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K0 × RН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Участок СD UВХC < UВХ < UВХD .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М0 работает в режиме крутой области

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì

 

 

 

 

 

 

 

éUВЫХ (UВХ

-UПОР

0

)

 

 

 

U 2

 

ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïIC0

= K0

× ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

ВЫХ

ú

×(1

+ h);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï IН = UИП -UВЫХ ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

= I

 

.

RН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï I

C0

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

éUВЫХ (UВХ -UПОР

0

)

 

 

 

 

U 2

ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

ИП

-U

ВЫХ

 

K

0

× ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

ВЫХ

ú

×

(1+ h) =

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RН

 

 

 

ê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UИП -UВЫХ

+

K0 ×UВЫХ2

(1+ h)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UВХ =

 

 

 

 

 

RН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+UПОР0 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K0UВЫХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= U

ПОР0

-

1

 

+

 

 

 

 

UИП

 

 

 

 

+

(1+ h) UВЫХ

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RНK0

 

RНK0UВЫХ

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U ВЫХ »

 

 

U ИП

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RН K0U ВХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На этом участке передаточная характеристика линейногиперболическая.

Основные параметры:

U1 = UИП;

168

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]