Зворотні зв’язки в електронних схемах. Вплив зворотних зв’язків на схемотехніку і параметри підсилювачів. Використання зворотніх зв’язків для лінеаризації нелінійностей в електроних схемах, страница 10

Діапазон коливань вхідної напруги, які компенсуються стабілізатором, може бути визначеним  з залежності UВИХ  = f( UВХ), яка приведена на рис. 4.20, б.

При зростанні вхідної напруги від нуля  поступово буде зростати струм бази транзистора VT2  і транзистор VT3 буде відкриватись, передаючи частину вхідної напруги на навантаження. Коли вхідна напруга зросте до такого рівня, при якому почне працювати параметричний стабілізатор (напруга UП)   з резистором R1   і стабілітроном VD, почне працювати компенсаційний стабілізатор в відповідності до вище описаного.

     В розглядаємій схемі транзисторну пару VT2, VT3 можна розглядати як опір, включений послідовно з RН, величина якого регулюється за допомогою струму бази VT1, або напруги UK- UН > 0. В такому режимі можуть працювати як біполярні, так і польові транзистори.Така точка зору дає можливість розглядати стабілізатор напруги, як резистивний регулюємий дільник вхідної напруги UВХ. Недолік розглянутої схеми полягає в тому, що через VT3 протікає весь струм навантаження і на ньому виділяється значна потужність. Для усунення такого недоліку іноді  використовують інші варіанти стабілізаторів. Одним з них може бути схема, в якій транзистор VT3 замінюється на постійний опір, а регулюємий транзисторний опір встановлюється паралельно навантаженню. Такий варіант схеми дає можливість пропускати через регулюємий транзистор лише частину струму навантаження.

     Незважаючи на можливі варіанти, схема, що приведена на рис 4.20,а є базовою при побудові малопотужних інтегральних стабілізаторів напруги.

     Стабілізатори струму. Джерело струму повинно забезпечувати в навантаженні  струм, величина якого не залежить від RН. Виконання такої умови можливо лише тоді, коли внутрішній опір джерела  набагато перевищує опір RН. Така умова реально виконуєма лише при значних напругах джерела.

     В електронній схемотехніці забезпечення стабільності струму досягається за рахунок використання напівпровідникових приладів з високим діференційним опором  при низькому статичному. Сімейства вихідних характеристик транзисторів, особливо при включенні по схемі 3Б забезпечують високу величину вихідного діференційного опору

                                                   .

     В практиці електронної техніки в якості джерела стабільного струму використовується транзистор, включений по схемі 3Е. З попередніх розділів відомо, що  за допомогою зворотного зв’язку по вихідному струмові можна суттєво підвищити величину діференційного опору. Звернемось знов до схеми, що приведена на рис 4.19,а, але вже з точки зору навантаження  RН, що підключене до колекторного електрода. При постійній величині RН, стабілізація напруги DUН фактично еквівалентна стабілізації струму IЕ. Враховуючи також відомий зв’язок між IK і IЕ можна стверджувати, що стабільність колекторного струму зросте пропорційно величині контурного коефіцієнта підсилення (рис.4.19,б).

                                       КК = 1 + (b +1)RН / rБ.

     Найбільшого поширення для живлення аналогових пристроїв находить схема струмового дзеркала.

Використовується декілька варіантів побудови такої схеми. Найбільш поширена  приведена на рис. 4.21,а.широко викорис-товується в інтегральній схемотехніці. В приведеній схемі транзистори VT1, VT2  мають близькі характеристики, тому струм колектора VT1, який задається резистором R1, буде повторюватись в VT2.

                               Рис. 4.20.                            Транзистор VT1  включений по

  схемі прямозміщеного діода, тому  струм через R1

                 I1 = (E – UБЕ )/ R1

 

  буде протікати і через колектор транзистора VT2

Перевага  схеми б)  перед схемою а) полягає в тому, що  RН  підключається до загальної шини, що розширює області її використання.

Використання джерел струму для живлення електонних схем придає їм нові, корисні властивості. Якщо, наприклад, живити стабільним струмом підсилювач, то відпадає необхідність температурної стабілізації каскаду.

Використання джерел стабільного струму для заряду конденсаторів дає можливість забезпечити лінійність зміни напруги на зараджаємому конденсаторі.