3.2. Выбор основных функциональных узлов исн

3.2.1. Регулирующий элемент (рэ)

В качестве регулирующего элемента выбираем составной транзистор, представляющий собой каскадное соединение двух транзисторов с общим коллектором

В данном случае составной транзистор используется для получения большого коэффициента усиления по току:. При этом удаётся получить только одну сильноточную цепь: КЭVT1 → сопротивление нагрузки Rн; остальные – слаботочные.

РЭ не инвертирует фазу входного сигнала. R1 нужен для поддержания тока эмиттера VT2 на уровне не меньшем, например, 1мА. При этом VT2 имеет хорошие частотные и усилительные свойства.

3.2.2. Источник опорного напряжения (ион)

В качестве ИОН выбираем схему:

ИОН реализует на выходе постоянное низковольтное стабилизированное напряжение . Питается с выхода стабилизатора.

Механизм температурной компенсации напряжения (напряжение на выходе ИОН):

В дальнейших расчётах

Из физики транзистора известно, что с ростом температуры, напряжение эмиттер-база при постоянном токе эмиттера уменьшается с температурным коэффициентом –2(мВ/ºC), а разница напряжений эмиттер-база двух транзисторов с ростом температуры всегда возрастает с постоянным коэффициентом, тогда из соотношения очевидно, что с ростом температуры, первое слагаемое уменьшается, а второе возрастает, и при соответственном выборе сопротивленийR₂ и R₃ осуществляется полная температурная компенсация напряжения .

Статический режим:

Параметры:

Допущения:

Определяем сопротивление всех транзисторов:

При определении сопротивления R3 допущение, что все является грубым, поскольку при этом из левого нижнего контура получается, что. При расчетеR3 воспользуемся уравнением для идеального pn- перехода:

, откуда

I_ЭБО - начальный ток перехода ЭБ,

φ_Т - температурный потенциал;

φ_Т = 26 (мВ) при t =C

Исходя из того, что вся схема реализуется в одном кристалле, все транзисторы идентичны по характеристикам, следовательно, уместно допущение: I_ЭБО1I_ЭБО2 и получим итоговое выражение для R3:

3.2.3. Дифференциальный усилитель сигнала рассогласования

ДУ выбираем из банка схемных решений, с учетом соотношений:

, где – коэффициент стабилизации ИСН.

В реальном стабилизаторе, чем больше усиление ДУ, и чем меньше его выходное сопротивление, тем лучше, поэтому выбираем усилитель с

и с .Этим условиям соответствует схема:

ДУ имеет два входа и один выход, причем инвертирующий вход (Вх.1) подключается к выходу делителя выходного напряжения, а не инвертирующий вход (Вх.2) соединяется с выходом ИОН. К выходу ДУ подключается вход РЭ.

VT5, VT11 – цепь параллельного баланса,

VT3, VT9 – активная нагрузка

VT13, VT14 – эмиттерный повторитель

VT2, VT8, R1 и VT1, VT6 – источники тока

Введение в ДУ активной нагрузки и эмиттерного повторителя, а также реализация ДУ по схеме каскадного усилителя VT10, VT11, позволяет значительно повысить коэффициент передачи усилителя по напряжению при сохранении невысокого выходного сопротивления.

Статический режим:

Параметры: