Генератор на транзисторе простейшая схема: схема генератора на транзисторе DIY

Генератор тока на транзисторах описание

Схемы генераторов тока, разновидности токовых зеркал, Онлайн калькулятор расчёта элементов источников тока.

На сегодняшнем мероприятии, посвящённом открытию «Культурно-досугового центра Лоховского муниципального образования», поговорим о разновидностях источников постоянного и, желательно, стабильного выходного тока. — Если напряжение можно понять умом, то ток только чувством! — начал свой доклад руководитель кружка по художественному рукоделию Семён Самсонович Елдыкин. — Целью нашего сегодняшнего радиолюбительского заседания является освоение упорядоченного движения свободных электрически заряженных частиц — как суммы знаний, физических умений и врождённых навыков. «Как заземлить незаземлённое заземление? Сколько нужно выпить водки в граммах для снижения сопротивление тела на 1 кОм? И как не вступить с электричеством в интимные отношения?» — станет темой нашего научного коллоквиума.

Спасибо Семёну Самсоновичу за вводные слова, а нам пора переместиться поближе к обозначенной в заголовке теме. Напустим энциклопедического глубокомыслия:

«Источник тока — элемент, двухполюсник, сила тока через который не зависит от напряжения на его зажимах (полюсах). Используются также термины генератор тока и идеальный источник тока. » — учит нас Википедия.

Дополним редакцию. Источник тока должен иметь большое внутреннее дифференциальное сопротивление, такое чтобы при изменении сопротивления нагрузки сила тока в нагрузке практически не изменялась. Такую возможность нам предоставляет биполярный транзистор со стороны коллектора, полевик со стороны стока, либо операционник между инвертирующим входом и выходом.

Есть несколько основных характеристик, которые характеризуют источник тока. Первой и основной из них является величина выходного тока. Во-вторых, его выходное сопротивление, которое определяет, насколько ток источника меняется в зависимости от сопротивления нагрузки. Третья спецификация — это минимальное и максимальное напряжения на выходе источника, при котором узел работает должным образом, т. е. выходной транзистор находится в активном режиме. В-четвёртых, температурная стабильность и способность противостоять колебаниям напряжения источника питания.

Для разминки рассмотрим схемы простейших генераторов (источников) тока на транзисторах и операционных усилителях.

Рис.1

Схема источника тока на биполярном транзисторе — самая плохая. В ней присутствует полный букет недостатков — и температурная нестабильность, и зависимость тока от колебаний напряжения источника питания и наличие пресловутого эффекта Эрли (эффект влияния напряжения между коллектором и базой на ток коллектора). Здесь входной делитель на резисторах R1, R2 задаёт ток базы транзистора Iб, выходной ток в первом приближении можно считать равным Iн = Iк≈β×Iб.

Схема на полевом транзисторе не столь чувствительна к нестабильности источника питания, однако имеет другой существенный недостаток — практическую невозможность заранее рассчитать выходной ток генератора из-за значительности разброса параметров данных типов полупроводников. Максимальный ток данного типа источника равен начальному току стока при R1=0 (паспортная характеристика), минимальный ограничен падением напряжения на токозадающем резисторе R1.

Генераторы тока на операционных усилителях (инвертирующий слева, неинвертирующий справа) — вполне себе работоспособные устройства, которые являются близкими аналогами идеальных источников тока, и практически лишены недостатков, присущих транзисторным схемам. Единственное, но существенное в отдельных случаях «но» состоит в том, что нагрузка является «плавающей», т.е. не подключённой никаким боком к земле. Ток через нагрузку практически с 100% точностью описывается формулой Iн= Uвх/R1.

Размялись? Пришло время избавляться от недостатков простейших источников тока, обкашлянных нами выше.

Рис.2

Схемы стабилизаторов тока, представленные на Рис.2, будут полезны в устройствах, работающих с конечными потребителями, которые чувствительны не столько к стабильности напряжения, сколько к постоянству протекающего через них тока. За примерами далеко ходить не надо — источники питания светодиодов, газоразрядных ламп, зарядные устройства для аккумуляторов и т.д. Все они требуют наличия на выходе постоянного, либо изменяющегося по определённому алгоритму тока. Принцип работы приведённых схем предельно прост. При увеличении тока нагрузки пропорционально увеличивается и падение напряжения на токозадающем резисторе R1. При достижении уровня падения этого напряжения ≈0,6В, начинает открываться транзистор T1, снижая величину Uбэ (или Uзи) второго транзистора T2. Он начинает закрываться, соответственно, уменьшается и количество тока, протекающего через нагрузку. Для схемы на биполярном транзисторе номинал резистора Rб следует выбирать из соображений Rб . Для полевика, в силу его высокого входного сопротивления, величина резистора Rз1 может выбрана достаточно высокой (десятки килоом). Единственное, за чем надо зорко послеживать — максимально допустимое значение напряжения затвор-исток транзистора. Если оно меньше Еп, следует добавить дополнительный резистор Rз2 такого номинала, чтобы образованный делитель вогнал напряжение на затворе в допустимые пределы. Выходной ток рассчитывается по простой формуле Iн≈0,6/ R1 . В этих схемах нет температурной компенсации, изменение выходного тока составляет величину ≈ 0,3% на один °С.

Типичные реализации источника, генератора тока

Приведенные схемы обладают рядом серьезных недостатков. Схема A1

на полевом транзисторе — одна из худших реализаций. Рассчитать ее параметры невозможно, так как они зависят от индивидуальных особенностей экземпляра полевого транзистора. Нужный ток устанавливается подбором резистора. Схема может функционировать, когда сопротивление резистора равно 0. Дифференциальное сопротивление (а значит стабильность тока) схемы невысоко, нередко оно бывает меньше 200 кОм. На работу этого варианта сильно влияет температура полевого транзистора. Преимущество одно — это действительно двухполюсник. Он не требует подвода дополнительного питания. Это бывает очень важно в некоторых схемах.

Схема A2

обладает гораздо лучшими характеристиками. В случае применения транзисторов с большим коэффициентом передачи тока, схема может иметь дифференциальное сопротивление выше 1 МОм (10 МОм, или даже больше). Но вывода у схемы не два, а три. Так что она может быть включена только в некоторые электронные схемы, в которых один вывод источника тока подключен к шине питания или общему проводу, и есть возможность подвести к одному из выводов общий провод или питание соответственно. На рисунке приведена схема с подключением к шине питания. Схема с подключением к общему проводу выглядит совершенно аналогично с той разницей, что ее надо перевернуть и поменять проводимость транзистора и полярность стабилитрона.

Обратите внимание, что в схеме в качестве источника опорного напряжения используется стабилитрон. Для стабилитронов характерна зависимость напряжения стабилизации от температуры. Помните об этом при проектировании источников тока. Стабилитрон может быть источником шумов. Чтобы уменьшить их влияние на работу устройства параллельно стабилитрону можно подключить керамический конденсатор емкость 0.1 мкФ.

Принцип работы генератора электромагнитных колебаний на транзисторе

Рассмотрим принцип работы генератора незатухающих колебаний на транзисторе.

В схеме (рис.7) используется транзистор p

—
n-p
типа (лабораторная работа № 11). При подключении источника питания на эмиттер такого транзистора подается обязательно положительный потенциал.

На одном каркасе намотаны несколько катушек индуктивности. Основные — это катушка колебательного контура L

KК и катушка связи —
L
CВ, подключенная одним концом к базе транзистора.
Первое условие работы генератора — достаточно сильная связь между катушкой связи и катушкой контура.

Рис.7

К базе и коллектору транзистора подключен переменный резистор. Поворотом регулировочной ручки этого резистора выбирается рабочая точка на характеристике транзистора. При правильном выборе рабочей точки можно добиться идеальной синусоиды полученного переменного тока.

Второе условие работы генератора — восполнение энергии за один период не может быть меньше потерь энергии. Выполнение этого условия обеспечено самой конструкцией генератора.

Третье условие — выполнение фазовых соотношений. При подключении генератора к источнику питания ток идет через катушку L

КК, индуктивное сопротивление
XL
= w
L
КК будет большое, соответственно напряжение на катушке тоже будет большое. Конденсатор контура
С
КК включен параллельно катушке, потому он зарядится до максимального напряжения. В колебательном контуре возникнут электрические колебания. Магнитное поле катушки
L
КК пронизывает катушку связи
L
CВ и вызывает появление ЭДС в этой катушке. Катушка связи подключена к эмиттеру и базе транзистора, у которого первый
p
—
n
переход включен в прямом направлении. Если напряжение от катушки связи будет подано так, что на эмиттере будет плюс, а на базе минус, то транзистор откроется, а в противном случае закроется. Таким образом, сам колебательный контур с помощью катушки связи и транзистора может включать и выключать в нужном режиме источник питания. На этом основано пополнение убыли энергии в колебательном контуре.

Такое соотношение между токами в колебательном контуре и знаками ЭДС на катушке связи будет являться третьим условием работы генератора незатухающих колебаний.

Если генератор не заработал, то достаточно на основании третьего условия переключить концы катушки связи.

Таким образом, при выполнении указанных условий работы генератора, в схеме, представленной на рис.7, в течение периода колебаний происходят следующие изменения тока, заряда и напряжения.

Первая четверть периода. Положительно заряженная пластина конденсатора, соединенная с коллектором, разряжается. Ток в колебательном контуре возрастает до максимального значения . В катушке связи возникает индукционный ток такого направления, что база имеет отрицательный потенциал относительно эмиттера. Переходы база — коллектор и эмиттер — база прямые. Транзистор открыт. Энергия от источника поступает через транзистор в колебательный контур (ключ замкнут).

Вторая четверть периода. Ток в контуре убывает. Верхняя пластина заряжается отрицательно. В катушке связи ток меняет направление. На базе положительный потенциал. Переход коллектор — база обратный. Тока в цепи нет (ключ разомкнут).

Третья четверть периода. Конденсатор разряжается. Ток растет до максимального значения, направлен от нижней к верхней пластине. В катушке связи ток направлен так, что база получает положительный потенциал. Переход база — коллектор обратный. Тока в цепи нет (ключ разомкнут).

Четвертая четверть периода. Ток в контуре, не меняя направления, убывает. Верхняя пластина заряжается положительно. В катушке связи ток меняется по направлению. Заряд на базе отрицательный. Переходы база — коллектор и эмиттер — база прямые. Энергия поступает от источника в колебательный контур (ключ замкнут).

Запуск устройства

Перед запуском генератора, необходимо еще раз проверить правильность его соединений, чтобы у вас не образовалась весьма не дешёвая кучка транзисторов с надписью «Сгорел».

Первый запуск, желательно производить с контролем потребляемого тока. Этот ток, можно ограничить до безопасного уровня использовав резистор на 2-10 Ом в цепи питания генератора (коллектор или сток модулирующего транзистора). Работу генератора можно проверить различными приборами: поисковым приемником, сканером, частотомером или просто энергосберегающей лампой. ВЧ-излучение, мощностью более 3-5 Вт, заставляет её светиться.

ВЧ-токи легко нагревают некоторые материалы вступающие с ними в контакт в т. ч. и биологические ткани. Так, что будьте осторожны, можно получить термический ожог прикоснувшись к оголенным резонаторам (особенно при работе генераторов на мощных транзисторах). Даже небольшой генератор на транзисторе MRF284, при мощности всего около 2-х ватт — легко сжигает кожу рук, в чем вы можете убедиться на этом видео:

При некотором опыте и достаточной мощности генератора, на конце резонатора, можно зажечь т.н. «факел» — небольшой плазменный шарик, который будет подпитываться ВЧ-энергией генератора. Для этого достаточно просто поднести зажженную спичку к острию резонатора.

Т.н. «факел» на конце резонатора.

Помимо этого, можно зажечь ВЧ-разряд между резонаторами. В некоторых случаях, разряд напоминает крошечную шаровую молнию хаотично перемещающуюся по всей длине резонатора. Как это выглядит вы можете увидеть ниже. Несколько увеличивается потребляемый ток и во всем доме «гаснут» многие каналы эфирного телевидения))).

Плазменная дуга между резонаторами ВЧ-генератора на транзисторе MRF284

Двухтактный генератор для трудолюбивых

Что такое генератор

Другой генератор, который мы рассмотрим – тоже двухтактный. Однако, он содержит колебательный контур, что делает его параметры более стабильными и прогнозируемыми. Хотя, по сути, он тоже довольно прост.

Вот он

Что мы здесь видим?

Видим колебательный контур L1 C1, А дальше видим каждой твари по паре: Два транзистора: VT1, VT2 Два конденсатора обратной связи: С2, С3 Два резистора смещения: R1, R2

Опытный глаз (да и не сильно опытный), обнаружит и в этой схеме схожесть с мультивибратором. Ну что же – оно так и есть!

Чем примечательна данная схема? Да тем, что ввиду использования двухтактного включения, она позволяет развивать двойную мощность, по сравнению со схемами 1-тактных генераторов, при том же напряжении питания и при условии применения тех же транзисторов. Во как! Ну, в общем, у нее почти нет недостатков

Механизм генерации

При перезаряде конденсатора в одну или другую сторону, через один из конденсаторов обратной связи поступает ток на соответствующий транзистор. Транзистор открывается, и добавляет энергию в «нужном» направлении. Вот и вся премудрость.

Особо изощренных вариантов исполнения этой схемы я не встречал…

Теперь немного креатива.

Генератор постоянного тока на транзисторах

Для проверки работоспособности и настройки источников питания, стабилизаторов напряжения постоянного тока, измерения ёмкости аккумуляторных батарей, зарядки аккумуляторов стабильным током и в других случаях необходим мощный генератор стабильного тока.

Схема мощного генератора стабильного тока, собранного на биполярных транзисторах, с использованием отечественных комплектующих, показана на сайте смотрите рис.1. Устройство для своей работы не требует дополнительного источника питания, имеет защиту от перегрузки и переполюсовки входного напряжения. Диапазон входных напряжений устройства 3…75В постоянного тока, максимальная рассеиваемая мощность 150 Вт, максимальный рабочий ток 10 А. Такой генератор пригодится также для регулировки тока осветительных или нагревательных устройств.

Конструкция содержит встроенные аналоговые амперметр и вольтметр. Вход устройства подключают к источнику напряжения постоянного тока в соответствии с указанной полярностью. Плавкий предохранитель FU1 защищает конструкцию и источник питания от перегрузки. Диод VD1 защищает генератор тока нагрузки от переполюсовки напряжения питания. На высоковольтных транзисторах VT1, VT2, резисторах R4, R5, R6 и светодиоде HL2 собран индикатор наличия входного напряжения. Транзисторы этого узла включены как генератор стабильного тока около 1.5 мА, который будет протекать через светодиод HL2, практически не изменяясь от изменения входного напряжения в несколько раз.

Регулируемый генератор стабильного тока собран на транзисторах VT3-VT8. Регулируют ток переменным резистором R13. Генератор тока имеет два диапазона регулировки потребляемого тока: при разомкнутых контактах SA1 ток можно регулировать в диапазоне 0.2…1.5А; при замкнутых контактах SA1 потребляемый ток регулируется в диапазоне 1.5…10 А. Транзисторы VT3, VT5, VT6-VT8 включены как мощный составной транзистор с большим коэффициентом усиления по току. Маломощный транзистор VT4 управляет величиной тока, потребляемого устройством. При перемещении движка переменного резистора R13 вверх по схеме, протекающий через транзисторы VT3, VT5, VT6-VT8 ток увеличивается.

Транзисторы VT6-VT8 для увеличения нагрузочной способности включены параллельно, их выводы эмиттеров подключены к минусовому проводу питания через мощные токовыравнивающие резисторы R15-R17. Стабилизация тока осуществляется следующим образом: например, при увеличении входного напряжения, ток через транзисторы VT6-VT8, резисторы R15-R17, резистор R14 и, при замкнутых контактах SA1, через резисторы R18-R20 стремится увеличиться. Следовательно, увеличивается падение напряжения на выводах резистора R14.

Это ведёт к тому, что также возрастает ток база- эмиттер VT4, этот транзистор открывается сильнее и шунтирует переход база-эмиттер транзистора VT3. Ток коллектор-эмиттер VT3 уменьшается, следовательно, будет уменьшаться ток через переходы транзисторов VT5-VT8.

Конденсатор С1 и резистор R8 предотвращают самовозбуждение узла на транзисторах VT3-VT8. Резистор R10 защитный для транзистора VT4. РА1 – стрелочный амперметр со встроенным шунтом. Если на его месте будет применён миллиамперметр без встроенного шунта, то дополнительно устанавливают мощный резистор R2.

РА1 – вольтметр со встроенным токоограничительным резистором. Если на его месте будет применён микроамперметр без встроенного резистора, то устанавливают дополнительный резистор R3. На резисторе R1, диодах VD1-VD4 и светодиоде HL1 собран индикатор перегорания плавкого предохранителя FU1. При зарядке аккумулятора последний включается последовательно с амперметром РА 1, т.е. в разрыв провода «+» от внешнего источника питания.

Конструкция и детали. Большинство деталей конструкции смонтировано на плате размерами 150×95 мм навесным монтажом (рис.2). Все сильноточные цепи должны быть выполнены медным монтажным проводом с сечением по меди не менее 1.5 мм². Все детали устройства смонтированы в корпусе размерами 255x150x110 мм (рис.3). Маломощные постоянные резисторы типов МЛТ, РПМ, С1-4, С2-23, С2-33. Переменный резистор R13 проволочный ППБ-ЗА, ППБ-1А сопротивлением 100…220 Ом. Качество переменного резистора должно быть безупречным, поскольку при плохом контакте подвижного контакта ток через генератор тока неконтролируемо увеличится.

Мощный резистор R14 типа С5-37 мощностью 10 Вт, под корпусом этого резистора в монтажной плате просверлены вентиляционные отверстия диаметром 5 мм. Вместо такого резистора подойдут другие проволочные мощностью 10 или 15 Вт, например, С5-35В-10, ПЭВ-10, 1ПЭВ-10. Резисторы R18-R20 самодельные проволочные, намотаны высокоомным проводом диаметром 0.68 мм на керамических трубках длиной 45 мм и диаметром 8 мм, можно использовать керамические трубки большего размера.

Для уменьшения количества межвитковых замыканий самодельные проволочные резисторы промазаны силикатным клеем. Вместо этих резисторов можно установить проволочные резисторы промышленного изготовления мощностью 15…25Вт, например, ПЭВ-20, ПЭВ-25 или удвоенное количество резисторов С5-37-10 сопротивлением 2.4 Ом. Под этими резисторами в монтажной плате также просверливают вентиляционные отверстия.

Регистры R15-R17 самодельные проволочные с одинаковым сопротивлением 0.1…0.25 Ом, по конструкции аналогичны резисторам R18-R20, установлены рядом с мощными транзисторами на дополнительной монтажной планке. Явно избыточная мощность постоянных проволочных резисторов необходима для того, чтобы уменьшить их нагрев, тем самым, повысив стабильность их сопротивления.

Конденсатор С1 плёночный импортный на рабочее напряжение не менее 100 В, можно заменить конденсатором типа К73-15, К73-16. К73-17, К73-24, К73-9. Маломощные диоды КД522А можно заменить любыми из серий КД503, КД510, КД521, 1 N914, 1N4148. Диод Д215 можно заменить любым из Д214, Д231А, Д232, Д242, Д242А, Д243, Д243А, серий КД203, 2Д203, КД206, 2Д213, КД213, 2Д231, HFA15PB60, HFA16TA60C и другими выпрямительными на обратное рабочее напряжение не менее 100 В и прямой рабочий ток не менее 10 А.

Светодиоды любого типа общего применения, желательно с повышенной светоотдачей, например, из серий КИПД21, КИПД36, КИПД40, КИПД66. Транзисторы КТ940Б можно заменить любыми из серий КТ940, КТ969, КТ9179, 2SC2330, 2SC2383, 2SC2310. Вместо транзистора КТ851А можно установив КТ851Б, КТ851В. КТ816Г, КТ8167А, КТ8167Г, 2SA1249, 2SA1306 с коэффициентом передачи тока базы не менее 100 при токе коллектора 50 мА. Этот транзистор установлен на дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждения 6 см² (одна сторона).

Транзистор КТ850А можно заменить КТ850Б. КТ850В, КТ863В, КТ817Г, 2SD1407, 2SD1474, 2SD669A с коэффициентом передачи тока базы не менее 80 при токе коллектора 1 А. Этот транзистор установлен на дюралюминиевый теплоотвод размерами 50x45x3 мм. Транзисторы КТ808АМ можно заменить другими аналогичными, выполненными в металлостеклянном корпусе КТ-9 (ТО-3), например, тремя однотипными КТ808БМ, КТ808ВМ, КТ808А, КТ819ГМ, КТ864А, 2N3442, 2N3773, MJ3281 с коэффициентом передачи тока базы не менее 40 при токе коллектора 3 А.

Эти транзисторы установлены на общий массивный ребристый дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности около 800 см² (одна сторона). Корпуса транзисторов изолированы от теплоотвода тонкими слюдяными прокладками. С таким теплоотводом генератор тока может рассеивать непрерывно до 60 Вт мощности при пассивном воздушном охлаждении или до 150 Вт кратковременно или при принудительном воздушном охлаждении с помощью вентилятора. Из этого следует, например, что при входном напряжении 37В максимальный постоянный ток не должен превышать 4А.

Этот теплоотвод также выполняет функцию задней стенки корпуса. Лучшим выбором в качестве мощных транзисторов VT6-VT8 будут транзисторы типа MJ3281A, которые имеют максимальную рассеиваемую мощность до 250 Вт каждый и гарантированный минимальный коэффициент передачи тока базы не менее 45 при токе коллектора 8 А.

Транзистор КТ3107Г можно заменить любым из серий КТ502, КТ3107, КТ361, SS9015, 2SB1116. Амперметр и вольтметр применены готовые типа М4200 со встроенными резисторами и готовыми шкалами. Кнопка SA1 типа KDC-A04-1 с зависимой фиксацией положения, можно заменить аналогичной с переключаемыми контактами, рассчитанными на коммутацию тока 10 А или более.

Свободные группы контактов соединяют параллельно. От сопротивления резистора R12 зависит максимальная величина тока, который можно установить переменным резистором. Внешний вид устройства показан на фото в начале статьи. Верхняя и нижняя крышки корпуса – металлические с вентиляционными отверстиями, с электрическими цепями устройства не соединены.

При проверке работоспособности следует учитывать, что измерительные щупы цифровых мультиметров, несмотря на значительную внешнюю толщину проводов, могут иметь крайне малое сечение провода по меди и значительно влиять на результаты измерений при токе более 1 А и низком выходном напряжении источника питания.

5.2.2. Генераторы ЛИН с токостабилизирующими элементами

Квантовая и оптическая электроника

7 лет назад

admin

Ранее указывалось, что напряжение на конденсаторе изменяется нелинейно из-за, уменьшения тока в процессе зарядки (разрядки). В соответствии с выражением (5.4) ток в цепи остается постоянным, если напряжение u_R на том элементе, через который происходит зарядка, сохраняется неизменным.

Таким токостабилизирующим элементом является, в частности, транзистор, вольтамперные характеристики которого имеют пологий участок. Стабилизирующее действие особенно ощутимо при использовании транзистора в схеме с общей базой, у которого выходные характеристики i_K= f(u_Kб) при i_Э = const (рис. 5.5) имеют в b раз меньший наклон, чем в схеме с общим эмиттером.

В схеме токостабилизирующий элемент включается последовательно с конденсатором вместо резистора, через который в предыдущих схемах проходил зарядный (разрядный) ток. По мере зарядки напряжение на конденсаторе увеличивается, а на транзисторе уменьшается. Если

i_Э = const, то рабочая точка перемещается на участке А – В одной из выходных характеристик (см. рис. 5.5). При этом ток транзистора (конденсатора) на значительном участке характеристики меняется в сравнительно малых пределах.

На рис. 5.6 изображена схема генератора линейно нарастающего напряжения, реализующая изложенный принцип. На транзисторе Т₂, постоянно работающем в усилительном режиме, собран стабилизатор тока, а на транзисторе Т₁ – коммутирующий каскад. В исходном состоянии транзистор Т₁ насыщен и за счет малого сопротивления R_{KuВЫХ = uC » ЕК.}

С поступлением входного управляющего импульса транзистор Т₁ запирается и конденсатор С начинает разряжаться через стабилизатор на транзисторе Т₂.

Необходимое постоянство эмиттерного тока i_Э обеспечивается отрицательной обратной связью, обусловленной наличием резистора R_Э. При уменьшении u_Kб (по мере разрядки конденсатора С) ток i_Э уменьшается – напряжение u_Rэ становится меньше, смещение u_бЭ на базовом переходе оказывается более отрицательным и i_Э уменьшается в значительно меньшей степени. Благодаря этому при достаточно большом значении R_Э стабилизатор ведет себя аналогично транзистору в схеме с общей базой при

i_Э = const. В результате ток коллектора (ток разрядки конденсатора) изменяется незначительно – разрядка конденсатора С осуществляется почти неизменным током, т. е. линейно.

Напряжение u_Rэ прикрывает переход база-эмиттер. Поэтому без источника Е_Э транзистор работал бы при малых токах и без должного усиления. Ток эмиттера Т₂ 

так как Е_Э >> | u_бЭ |.

На рис. 5.7 приведена схема, на выходе которой формируется линейно падающее напряжение. В исходном состоянии транзистор Т₂ насыщен и конденсатор С почти полностью разряжен. На время действия входного управляющего импульса транзистор Т₂ запирается и конденсатор С заряжается через стабилизатор на транзисторе

Т₁ почти неизменным током. С окончанием действия управляющего импульса транзистор Т₂ отпирается и конденсатор через него быстро разряжается.

Из-за постоянства тока i_Э стабилизатора потенциалы точек А и Б схемы изменяются аналогично и отличаются только на постоянное значение. Поэтому выходное напряжение можно снимать не с конденсатора (что при нагрузке уменьшило бы линейность u_ВЫХ), а так, как показано на рис. 5.7. Недостатком схем (см. рис. 5.6 и 5.7) является наличие специального источника смещения Е_Э.

Вам также может понравиться

транзисторов — Как работает эта схема генератора тона?

Задавать вопрос

спросил 2 года 3 месяца назад

Изменено 7 месяцев назад

Просмотрено 829 раз

\$\начало группы\$

Я новичок в электронике, который только начал экспериментировать с комплектом в стиле Snap Circuits, и я наткнулся на схему высокочастотного генератора.

Когда я его собрал, я услышал звук средней и высокой частоты, исходящий из динамика. Светодиоды также мигают синхронно с этими звуками.

Кто-нибудь может объяснить, как эта схема производит колебание? В частности, как транзисторы и конденсатор работают вместе, чтобы выключать и включать светодиоды? Я ищу объяснение, объясняющее последовательность, в которой электроны вытекают из батарей, заполняют конденсатор и включают транзисторы, чтобы светодиоды мерцали.

На второй диаграмме ниже я попытался воссоздать диаграмму на основе (несколько запутанной) схемы под ней. Первая диаграмма ниже представляет собой преобразование той же схемы в более обычную компоновку.

Обычная схема:

^{имитация этой схемы – схема создана с помощью CircuitLab} 0003

Дополнительная информация о цепи Snap:

Детали включают:

• Резистор 100 кОм (R5)
• WC = чип свистка. «Чип свистка» можно рассматривать как конденсатор емкостью 20 нФ, способный модулировать звук. Рассматривайте его пока как конденсатор на 20 нФ.
• ПНП Транзистор
• NPN-транзистор
• Излучающий красный и зеленый свет Диод (светодиод)
• Динамик 8 Ом, 0,5 Вт
• Ползунковый переключатель
• Держатель батарей, в котором используются 2 батарейки типа AA (1,5 В)
• Синие провода с защелкой для соединения различных компонентов

РЕДАКТИРОВАТЬ:

1. Существует некоторая путаница в отношении того, что такое чип свистка. я читал это его цель — действовать как конденсатор. В инструкции сказано, что я можно заменить его конденсатором 0,02 мкФ, и схема по-прежнему будет работать. работа. У меня есть, и он до сих пор работает.
2. Коллектор с транзистора Q1 (PNP) напрямую не подключается обратно к аккумулятору. Другими словами, позиция 5D НЕ является соединением. Это только из-за схемы так кажется. Извините, выкладываю уже сделанное фото. коллектор Q1 идет НАД ним и подключается напрямую к динамику. **
3. Документацию по этой схеме можно найти как проект 210 на странице 38: https://resources.demco.com/electronicsnapcircuitsmanual.pdf

Вероятно, больше похоже на этот — желтый перекресток синий не касается:

был показан подобным образом:

• Транзисторы
• LED
• Compacitor
• Резисторы
• Диаграмма

. \$\конечная группа\$

15

\$\начало группы\$

Обычно это называется «релаксационный осциллятор». Они работают, используя обратную связь для создания переключаемой (нестабильной) нелинейной схемы.

Путь обратной связи для этой схемы представляет собой «микросхему свистка» емкостью 20 нФ, которая соединяет коллектор Q1 с базой Q2. Светодиоды мигают, когда транзистор Q1 выключается, и индуктивность динамика «отлетает» назад с положительным всплеском напряжения.

Обратите внимание, что красный светодиод будет гореть, а зеленый — нет, по крайней мере, не так ярко. (Почему? Красные светодиоды имеют более низкое прямое напряжение.)

Вместо того, чтобы пытаться описать это дальше, вот симуляция (попробуйте здесь):

Я сделал грубую модель маленького динамика серии L-R. Сопротивление динамика более сложное, но этого должно быть достаточно для ваших целей. Ключевым моментом является то, что светодиоды улавливают индуктивный обратный ход, когда Q1 выключается.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Хорошо, очень поздно… Но послушай. Сделано на микрокапе v12.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

транзисторов — Цепи, которые могут генерировать ток прямоугольной формы

Для генерирования тока требуется нагрузка с источником с гораздо меньшим сопротивлением, чтобы на него не влияла нагрузка.

Для изоляции нестабильного генератора от нагрузки вам потребуется буфер тока или делитель импеданса, который может уменьшить импеданс и, следовательно, последствия обратной нагрузки на источник. Во всех случаях с обратной связью, где коэффициент усиления контура = 1, фаза должна быть положительной для обратной связи по напряжению, но также должна быть буферизирована коэффициентом усиления по току для генерации тока.

Активные цепи с высокой отрицательной обратной связью уменьшают как входное, так и выходное сопротивление на усиление обратной связи. Например, в случае с виртуальными землями между операционными усилителями, где выходной импеданс слабого сигнала почти равен 0, но активные схемы ограничения тока будут повышать импеданс, когда это происходит, и коэффициент усиления снижается до 0, когда он насыщается на любой шине.

Теперь классический нестабильный мультивибратор в вашем вопросе имеет очень высокие значения резисторов, и, поскольку мы знаем, что коэффициент усиления по току быстро падает при насыщении, мы оцениваем Vce (sat), как правило, при Ic / Ib = 10, что может быть сделано для отношения 20 или 50, но для этого требуется линейный hFE, в 10 раз превышающий этот коэффициент. Выходной импеданс можно рассматривать как Rb/hFE, но имейте в виду, что hFE падает почти до 10% от линейного hFE, поэтому внешний буфер, такой как эмиттерный повторитель Дарлингтона или дополнительный NPN+PNP того же самого, а затем с отрицательной обратной связью при единице усиление для увеличения полосы пропускания и выходного тока при более низком R вых.

Это легко увидеть в логике с высоким входным сопротивлением полевых транзисторов и низким RdsOn, которые можно использовать в логике. Например, логика 74HCxxx при 5 В обычно имеет номинальное сопротивление 50 Ом. Мощный полумост на полевых транзисторах имеет аналогичный дополнительный драйвер P + N, но с гораздо более низким RdsOn или может быть двойным драйвером тотемного полюса Nch с нижней стороной, создающей ШИМ-сигнал для выпрямления с помощью конденсатора и диода для создания повышающего напряжения для высокой стороны. Nch должно быть больше, чем питание Vdd.

Принимая во внимание конструкцию импульсного источника питания (SMPS), полевые транзисторы могут быть выбраны с RdsOn в субмиллиомном диапазоне для увеличения тока, но компромисс заключается в том, что когда «Ron» уменьшается, коммутационная емкость перехода также увеличивается, и это может создавать конфликты. необходимо учитывать масштабируемость частей RLC в конструкциях SMPS, поскольку Ciss и Coss полевого транзистора влияют на скорость нарастания перехода.

После того, как вы изучите теорию всех различных конфигураций Buck и Boost, вам будет легче узнать, как создаются проекты, используя веб-сайты с индивидуальными решениями и несколько хороших книг экспертов по SMPS.

https://webench.ti.com/power-designer/switching-regulator/select

https://www.onsemi.com/support/webdesigner+

https://www.analog.com/en/ design-center/design-tools-and-calculators/power-management-tools.html

https://www.microchip.