В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Если у вас нет нужных стабилитронов, можно использовать регулируемый аналог на транзисторах (рис. 4.13, б ). Он имеет такую же ВАХ, как и стабилитрон, причем напряжение стабилизации можно регулировать в пределах 3…20 В резистором R1. Аналог представляет собой двухкаскадный усилитель постоянного тока (УПТ), охваченный отрицательной обратной связью (ООС) через делитель напряжения R1, R2, R3. Напряжение стабилизации определяется соотношением сопротивлений резисторов делителя, который устанавливают таким, чтобы напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT1 было равно 0,7 В. При увеличении, например, напряжения на аналоге напряжение на базе транзистора VTI тоже увеличится, что приведет к увеличению тока через транзистор VT2, а следовательно, к компенсации повышения выходного напряжения. При указанных на схеме номиналах элементов регулируемый аналог имеет следующие характеристики:

Для установки напряжения стабилизации аналог подключают к источнику с напряжением 20…30 В через балластный резистор R бсопротивлением 5…10 кОм и подстроечным резистором R1 устанавливают необходимое напряжение на выводах аналога.

Допускается последовательное соединение любого числа стабилитронов. Это в ряде случаев оказывается конструктивно и экономически выгоднее, чем использование одного более мощного и высоковольтного стабилитрона. В целях резервирования (повышения надежности бесперебойной работы) стабилитроны одного типа могут быть включены параллельно. При этом суммарная мощность, рассеиваемая на всех стабилитронах, не должна превышать максимально допустимую мощность рассеивания одного стабилитрона данного типа. Стабилитроны средней и большой мощности при работе должны устанавливаться на радиаторах.

Для повышения надежности работы стабилитронов целесообразно их эксплуатировать на 20…30 % ниже предельных значений по мощности рассеивания.

4.3.1. Общие сведения

«Транзистор» в переводе с английского означает «преобразователь сопротивления». Это полупроводниковый прибор, который служит для усиления и переключения сигналов.

Транзисторы, в которых прохождение тока через кристалл полупроводника обусловлено движением двух различных типов носителей заряда (электронов и дырок), называют биполярными. Особую группу составляют полевые, или униполярные транзисторы, которые работают с носителями заряда лишь одного знака (электронами или дырками), а также однопереходные транзисторы (двухбазовые диоды). Пока что мы будем вести речь о биполярных транзисторах, называя их просто транзисторами.

Выпускаются германиевые и кремниевые транзисторы. Они бывают р-n-р (читается «П-Н-П») и n-р-n (читается «Н-П-Н») структуры. УГО этих транзисторов и их диодные эквивалентные схемы приведены на рис. 4.14.

Рис. 4.14. УГО и эквивалентные схемы биполярных транзисторов

В настоящее время большинство транзисторов, в том числе транзисторы интегральных схем, выпускают на основе кремния, и они имеют, как правило, структуру n-р-nтипа.

Транзистор состоит из двух противоположно включенных диодов, которые обладают одним общим n - или p -слоем. Электрод, связанный с ним, называется базой Б, а два других электрода называются эмиттером Эи коллектором К.

Диодные эквивалентные схемы поясняют структуру включения переходов транзистора. Хотя эта схема не характеризует полностью функции транзистора, она дает возможность представить действующие в нем обратные и прямые напряжения. Кроме того, диодные эквивалентные схемы позволяют определить практически структуру и электроды неизвестного транзистора, о чем разговор пойдет ниже.

На рис. 4.15 показаны условные графические обозначения транзисторов n-р-n и р-n-р структуры, выполненные на основе германия и кремния, и типовые напряжения на их электродах.

Рис. 4.15. УГО транзисторов на основе германия и кремния и типовые напряжения на их электродах

А на рис. 1П показаны цоколевки и упрощенные изображения корпуса со стороны выводов наиболее широко применяемых в любительской практике биполярных транзисторов мощности, а на рис. 2П — цоколевка полевых транзисторов малой мощности (буквенные индексы транзисторов на рис. 1П и 2П опущены).

4.3.2. Схемы включения транзисторов

В рабочем режиме к электродам транзисторов подключают постоянное напряжение внешних источников питания. Помимо постоянных напряжений, к электродам подводят сигналы, подлежащие, например, усилению. В связи с этим различают входную цепь, в которую подводят сигнал, и выходную, в которой с нагрузки снимают сигнал. В зависимости от того, какой из электродов при включении транзистора является общим для входной и выходной цепей, различают схемы с общей базой ОБ, общим эмиттером ОЭ и общим коллектором ОК. В схеме с общей базой (рис. 4.16, а ) входной цепью является цепь эмиттера, выходной — цепь коллектора. В схеме с ОЭ (рис. 4.16, б ,) входной является цепь базы, а выходной — цепь коллектора. В схеме с ОК (рис. 4.16, в ) входной является цепь базы, а выходной — цепь эмиттера.

Рис. 4.16. Схема включения транзистора: а) с ОБ; б) с ОЭ; в) с ОК

Потенциал общего электрода схемы принимают равным нулю, а напряжения на других отсчитывают относительно потенциала общего электрода. Обозначения напряжений в цепях транзистора снабжают буквенными индексами, указывающими на электроды, между которыми оно включено, причем второй индекс относится к общему электроду схемы, например, U бэ, U кэ, U бки т. д.

Физические процессы, протекающие в транзисторах со структурой n-р-n и р-n-р , одинаковы. В транзисторах р-n-р , в отличие от транзисторов n-р-n , подается напряжение обратной полярности, а токи имеют противоположное направление.

В таблице 4.5 дается качественная оценка основных параметров схем с ОЭ, ОК и ОБ. Схема с ОЭ имеет наибольшее усиление по мощности и средние значения входного и выходного сопротивлений, поэтому она чаще других используется в усилителях.

4.3.3. Основные параметры транзисторов