Режим роботи резисторів і транзисторів

ВИЗНАЧЕННЯ РЕЖИМУ РОБОТИ ЕРЕ

Визначається якнайгірший режим роботи.

Необхідно визначити струм через елемент, напругу на нім і розсіювану потужність.

Рисунок 2.1 – Схематичне зображення резисторів з вказівкою номінальній потужності

Нижче приведені приклади розрахунку режимів для різних схем:

1) Дільник напруги (якщо опором навантаження можна нехтувати).

I_R1,R2= , U₂=R₂* ,

,

Якщо опір навантаження сумірно з опором дільника, воно включається паралельно і враховується .

2) Транзисторний каскад із СЕ

; ; ;

(перехід база-емітер)

.

, ;

(вважаємо для випадку, коли транзистор знаходиться в стані насичення).

На транзисторі VT1 максимальна потужність (без урахування навантаження) буде розсіюватися тоді, коли на нього буде припадати половина напруги E (тобто ).

Дійсно, розсіювана на транзисторі потужність

.

Ця потужність досягає максимуму, коли

.

Тоді

і .

Те, що це максимум підтверджується тим, що

.

Як відомо, друга похідна в точці максимуму негативна.

Отже

.

3) Каскад з СЕ і резистором в ланцюзі емітера

, .

Режим VT1 при , .

Таким чином, якнайгірший режим для транзистора, коли половина потужності розсіюється на транзисторі, а половина на резисторах.

Якнайгірший режим для резисторів, коли вся потужність розсіюється на них.

4) Подвійний емітерний повторювач і навантаження

, ;

, ;

, ;

; ;

; .

5) Схема з джерелом струму і резистором, що гасить

, , .

Якнайгірший режим для транзистора VT1:

,

Якнайгірший режим для транзистора VT2:

У наступних нижче схемах визначатимемо тільки режим транзисторів.

Пристрої з джерелом струму

6) Струмове дзеркало у посилювальному каскаді

Транзистор VT1

;

(для кремнієвих транзисторів)

Транзистор VT2

; (коли VT3 в насиченні)

Транзистор VT3 без урахування навантаження має максимальну потужність розсіяння рівну максимальній потужності розсіяння транзистора VT2.

7) Джерело струму на двох транзисторах

Транзистор VT1

; (для кремнієвих транзисторів)

Транзистор VT2

(для кремнієвих транзисторів)

(при )

Максимальна потужність розсіювання

8) Джерело струму із стабілітроном

(при )

9) Схема з складеним транзистором і навантаженням.

, .

Якнайгірший режим для транзистора VT1:

, .

Якнайгірший режим для транзистора VT2:

,

Для : ; Для : .

10) Двотактний емітерний повтрювач

У цьому пристрої крізного струму через транзистори VT1 і VT2 не буває, оскільки напруга, що відкриває один транзистор, замикає другий. Тому кожен транзистор працює тільки на навантаження, і максимальна потужність, що розсіюється на транзисторах VT1 і VT2 буде

.

11) Двотактний повтрювач на схемах Шиклаї

У цій схемі транзистори VT3 і VT4 працюють на навантаження по черзі, як і в схемі рис.2.11, тому потужність, що розсіюється цими транзисторами, буде

.

-E

Транзистори VT1 і VT2 теж працюють по черзі, забезпечуючи струм бази транзисторів VT3 і VT4.

Іншими словами колекторний струм транзистора VT1 рівний струму бази транзистора VT3, а колекторний струм транзистора VT2 рівний струму бази транзистора VT4.

Таким чином .

12) Параметричний стабілізатор з транзисторним підсилювачем струму (простий повторювач)

а) Робочий режим.

В цьому випадку максимальна потужність, що розсіюється на транзисторі, буде при максимальній напрузі мережі () і максимальному струмі навантаження ().

.

б) Режим короткого замикання.

При цьому, якщо потужність випрямляча набагато перевершує потужність стабілізатора, то

де – потужність, що розсіюється на транзисторі в режимі короткого замикання;

– номінальна напруга випрямляча;

– опір баластного резистора R1 (рис.1);

– максимальне посилення струму транзистора VT1 – береться по довіднику. Якщо ж випрямляч має потужність, узгоджену із стабілізатором, то слід врахувати вихідний опір випрямляча. Тоді

де – максимальна потужність, яка може розсіюватися на транзисторі в режимі короткого замикання;

– вихідний опір випрямляча, що включає опір обмотки трансформатора і діодів.

13) Параметричний стабілізатор з підсилювачем струму на складеному транзисторі (схема Шиклаї)

а) Робочий режим.

В цьому випадку максимальна розсіювана потужність на транзисторі VT1 буде

,

тобто така, як при простому повторювач.

Максимальна потужність на транзисторі VT2 визначатиметься формулою:

;

де: - в перших дужках міститься напруга на переході емітер-колектор транзистора VT2 (без урахування падіння напруги на переході емітер-база транзистора VT1);

- у других дужках перша дріб рівна струму бази транзистора VT1, а друга - струму резистора R1_; в сумі це дорівнює колекторному струму транзистора VT2.

б) Режим короткого замикання.

Якщо потужність випрямляча набагато перевершує потужність стабілізатора, максимальна потужність, що розсіюється на транзисторі

VT1, може досягати значення

де - максимальний струм бази транзистора VT2;

– максимальний струм колектора VT2;

- максимальний струм бази транзистора VT1;

– максимальне посилення струму транзистора VT1 (з довідника).

Режим короткого замикання визначається в тому випадку, якщо за умовами експлуатації такий режим можливий. В цьому випадку повинні бути передбачені заходи захисту.

14) Визначення граничного значення опору

У слабкострумових схемах використовуються високоомні резистори. При невисокій напрузі живлення багато резисторів навантажено менш, ніж на 10%.

Щоб не виконувати зайвих обчислень, слід визначення режимів почати з розрахунків граничного значення опору

;

де – граничне значення опору

– напруга живлення

– номінальна потужність резистора.

Якщо , то потужність, що розсіюється на резисторі буде менше і, том у, рахувати її не треба, а можна відразу записати в таблицю і надалі, при визначенні коефіцієнта брати його мінімальним (як при ).

Виключенням є деякі імпульсні схеми. Наприклад, у мультивібраторі до базових резисторів може бути прикладене напруга в 2 рази більше .

Дата добавления: 2015-04-30