Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2007 №5 - Федорочев
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Униполярные генераторы дают рекордные токи, в экспериментальных образцах до миллионов ампер, как правило, при невысоких напряжениях. Отсутствие пульсаций тока делает их весьма эффективными для питания электролизных установок, дуговых печей…
Узнать о последних достижениях в области униполярных генераторов по открытым зарубежным источникам автору не удалось. Дело в том, что униполярные генераторы весьма хороши для питания перспективных электромагнитных орудий сверхвысокой кинетической энергии (в опытных образцах, традиционно запитываемых от конденсаторных батарей большой мощности). А о роли, которая отводится таким орудиям как в перспективной космической ПРО, так и в системах более обычных вооружений бронетанковых, авиационных, хорошо известно.
Но это частности. Куда интереснее сам факт существования сугубо инженерного устройства, для описания которого необходима СТО.
ЭЛЕКТРОНИКА
Узлы электронных схем
(http://zpostbox.narod.ru)
Транзистор
1. Увеличение мощности транзистора.
Резисторы в цепях эмиттеров нужны для равномерного распределения нагрузки; уровень шумов уменьшается пропорционально квадратному корню из количества параллельно включённых транзисторов.
2. Защита от перегрузки по току.
Недостаток-снижение КПД из-за наличия датчика тока R.
Другой вариант — благодаря введению германиевого диода или диода Шоттки можно в несколько раз уменьшить номинал резистора R, и на нём будет рассеиваться меньшая мощность.
3. Составной транзистор с высоким выходным сопротивлением.
Из-за каскодного включения транзисторов значительно уменьшен эффект Миллера.
Другая схема — за счёт полной развязки второго транзистора от входа и питанию стока первого транзистора напряжением, пропорциональным входному, составной транзистор имеет ещё более высокие динамические характеристики (единственное условие — второй транзистор должен иметь более высокое напряжение отсечки). Входной транзистор можно заменить на биполярный.
4. Защита транзистора от глубокого насыщения
Предотвращение прямого смещения перехода база-коллектор с помощью диода Шоттки.
Более сложный вариант — схема Бейкера. При достижении напряжением на коллекторе транзистора напряжения базы "лишний" базовый ток сбрасывается через коллекторный переход, предотвращая насыщение.
5. Схема ограничения насыщения относительно низковольтных ключей.
С датчиком тока базы.
С датчиком тока коллектора.
6. Уменьшение времени включения/выключения транзистора путём применения форсирующей RC цепочки.
7. Составной транзистор
Схема Дарлингтона.
Схема Шиклаи.
Схемы Дарлингтона и Шиклаи с дополнительными транзисторами (нужны для увеличения входного сопротивления второго каскада по переменному току, и соответственно коэффициента передачи).
То же самое для схем Дарлингтона и Шиклаи с полевыми транзисторами на входе.
8. Широкополосный транзистор с высоким быстродействием (из-за уменьшения эффекта Миллера).
9. "Алмазный транзистор".
Особенность этого транзистора — отсутствие инверсии на коллекторе.
Возможные варианты его включения.
Схема с увеличенной вдвое нагрузочной способностью.
10. Мощный составной транзистор
11. Использование транзистора в качестве регулирующего элемента или в ключевом режиме.
Включение нагрузки в цепь коллектора.
Включение нагрузки в цепь эмиттера.
Источник опорного напряжения (генератор напряжения)
1. Простейший стабилизатор.
Диапазон нагрузки такого источника ограничен максимально допустимым током стабилизации стабилитрона. Токоограничительный резистор выбирают из расчёта Rmin = Eп/Iст. max.
При этом максимальный ток нагрузки Iн. mах = Iст. mах — Iст. min.
2. Использование маломощных высокочастотных транзисторов в качестве стабилитронов (4…9 В).
Напряжение стабилизации зависит от типа и буквы транзистора.
3. Стабилизатор последовательного типа — используется для увеличения нагрузочной способности генератора напряжения.
4. Улучшенные стабилизаторы параллельного типа (аналоги мощного стабилитрона).
Прецизионные источники опорного напряжения.
5. Суперэкономичный источник опорного напряжения с применением ГСТ на полевом транзисторе в микротоковом режиме.
6. Прецизионный кольцевой стабилизатор.
Имеет исключительно высокий коэффициент стабилизации за счёт встречного включения ГСТ (т. е. за счёт взаимостабилизации). При применении прецизионных стабилитронов Д818Е и токе через них 10 ма и более коэффициент стабилизации достигает 100 тыс. и более.
7. Простейший аналог стабилитрона.
Вариант с повышенной нагрузочной способностью. Напряжение стабилизации
Uст = 0,5∙(1 + R1/R2).
8. Низковольтные аналоги стабилитронов.
Источник тока и токовое зеркало
1. Простейший генератор тока.
Ток нагрузки равен: Iн = (Uст — Uбэ)/R2. Выходное сопротивление такого источника равно выходному сопротивлению каскада с общим эмиттером. Недостаток — относительно низкое выходное сопротивление и наличие эффекта модуляции h21э под действием Uк из-за изменения нагрузки.
2. Усовершенствованные генераторы тока.
С каскодным включением.
С усовершенствованным составным транзистором
3. Простые двуполюсные генераторы тока на ПТ.
4. ГСТ без стабилитрона.
Выходной ток равен: Iн = 0,66/R2. При токах нагрузки более 3 ма в качестве VT2 нужно применять составной транзистор. Недостаток — низкая температурная стабильность.
5. Двуполюсный ГСТ.
6. Простейший отражатель тока.
Выходное сопротивление Rвых = Rкэ, выходной ток Iн = Iоп
