Синтезирование и исследования генератора стабильного тока (ГСТ) на транзисторах, страница 3

Пусть производится замена транзистора VT2 типа КТ361А на транзистор марки КТ361Г или КТ361В. Напряжение U_КЭ для транзисторов КТ361Г или КТ361В больше, чем для транзистора КТ361А. Следовательно, замена транзистора VT2 на более мощный транзистор приведет к увеличению протекающего через него тока I₀. Но по принципу действия отрицательной обратной связи увеличение выходного тока I₀ приведет к увеличению тока I_Э, что, в свою очередь, вызовет увеличение падения напряжения на резисторе R_Э. Для того, чтобы выполнялось равенство , при увеличении падения напряжения на резисторе R_Э напряжение U_БЭ2 должно уменьшаться. Это вызовет уменьшение тока базы I_Б2 транзистора VT2, транзистор VT2 призакроется, протекающий через него ток I₀ уменьшится. Т.о. при замене транзистора VT2 выходной ток I₀ остается постоянным за счет действия отрицательной обратной связи по току через резистор R_Э.

Итак, можно сделать вывод, что выходной ток полностью зависит только от внешних параметров схемы, определяющих величину входного тока, и не зависит от параметров транзисторов, другими словами выходной ток стабилен.

4. Схема ГСТ с включенной в цепь коллектора транзистора VT2 нагрузкой представлена на рис. 2. При включении нагрузки в цепь I₀ для цепи I₀ можно записать следующее соотношение:

Отсюда величина тока I₀ составляет

Из полученного выражения видно, что величина выходного тока I₀ должна уменьшаться при включении нагрузки в цепь I₀ при условии, что величина сопротивления нагрузки соизмерима с величиной ДВС, т.е. составляет порядка нескольких десятков килоом. Но по принципу действия отрицательной обратной связи уменьшение выходного тока I₀ вызовет уменьшение падения напряжения на резисторе R_Э, что, в свою очередь, приведет к увеличению напряжения U_БЭ2. Это вызовет увеличение тока базы I_Б2 транзистора VT2, транзистор VT2 приоткроется, протекающий через него ток I₀ увеличится. Т.о. при включении нагрузки в цепь коллектора транзистора VT2 выходной ток I₀ остается постоянным за счет действия отрицательной обратной связи по току через резистор R_Э. Т.о. выходной ток полностью зависит только от внешних параметров схемы, определяющих величину входного тока, и не зависит от сопротивления нагрузки, другими словами выходной ток стабилен.

5. При увеличении напряжения питания в соответствии с равенством  и учетом того, что напряжение U_БЭ1 постоянно и не зависит от напряжения питания, можно сказать, что задающий ток I₁ возрастает. Значит, выходной ток I₀ также возрастает, т.к. соотношение токов I₁ и I₀ остается неизменным. Но на возрастание выходного тока накладывает ограничение напряжение Е_п2: при увеличении I₀ возрастает падение напряжения на резисторе R_Э и напряжение U_КЭ2, а т.к. должно выполняться соотношение , то величина выходного тока при неизменном напряжении Е_п2 не может превысить определенного значения. Т.е. если нужно получить большие значения выходного тока, необходимо увеличивать не только Е_п1, но и  Е_п2.

При напряжении питания  Е_п1=20 В величина задающего тока составляет I₁=9,65 мА, величина выходного тока I₀=7,72 мА. Зависимость выходного тока от напряжения питания прямая и линейная. Выходной ток будет равен нулю, когда напряжение питания будет равно напряжению . Для значения I₀=7,72 мА и Е_п2=20 В в соответствии с зависимостью   =8,4 В.

График зависимости выходного тока от напряжения питания показан на рис. 3.

Анализ полученных результатов. В результате выполнения лабораторной работы можно сделать следующие выводы относительно работы схемы:

1. Получили соотношение между входным и выходным токами, равное 0,8. Это значит, что выходной ток I₀ отражает входной ток I₁ на 80%. Учитывая, что сопротивления R₂ и R_Э не равны, можно сказать, что схема обладает свойствами типичного отражателя тока.