Ненасыщенный ключ с нелинейной отрицательной обратной связью

Значение сопротивления R₀ намного меньше R_Г. Если величина сопротивления R_Г велика, то можно считать, что ключ управляется источником тока, то есть I_ВХ = const.

В исходном состоянии схемы (при t<t₀) транзистор закрыт: I_К = I_К0; I_Б = –I_К0,

диод закрыт: U_Д_анода= –E_К + I_К0×R_К » –E_К,

U_{Д катода} = E₂.

В момент времени t₀ на вход схемы подается импульс отрицательной полярности, в результате чего появляется входной ток I_ВХ = I₁ = I_Б1^', который отпирает транзистор, и ток коллектора стремится к значению кажущегося тока bI_Б1^'. По мере роста тока коллектора потенциал анода диода по модулю начинает падать. Когда напряжение U_{Д анода} » U_{Д катода}, открывается диод (момент времени t₁). Весь избыток коллекторного тока через диод возвращается на вход схемы:

I_ВХ(t₁) = I_Б1^''+I_Д.

Поскольку входной ток является постоянной величиной, ток базы уменьшается на величину I_Д.

В точке 2 открывается диод. Сопротивление диода по сравнению с R_К мало, поэтому линия нагрузки по диоду проходит круче. При коллекторном напряжении

U_КЭ(t₁) = U_Д – I₁R₀ – U_БЭ » – I₁R₀

диод открывается.

I_К(t₁) = bI_Б1^'' = i_R_к + i_Д.

U₀ = U_Д – R₀×(I₁ – I_Д) – U_БЭ = U_Д – R₀×I_Б1^'' – U_БЭ

В момент времени t₃ на вход схемы подается запирающий импульс амплитуды E₂. При t > t₃ ток I_Б2 = I₂ + I_Д = I_ВХ2 + I_Д. При запирании транзистора рабочая точка из положения 3 двигается вниз по нагрузочной прямой в точку 2, и диод запирается. На отрезке времени t₃ – t₄ уменьшается ток через диод, а когда диод закрывается, — уменьшается ток коллектора.

Имеет место задержка в выключении, связанная с уменьшением тока, который взял на себя диод. Так как этот избыток тока мал, то мало и время спада этого тока, то есть время задержки. До включения диода I_ВХ = I_Б1^', I_К = b×I_Б1^', то есть

K_I = = b >> 1 (2.18)

Предположим, что входной ток изменился на величину DI_ВХ, диод открывается, и ток базы изменяется на величину DI_Б, то есть

K_I = = = a <1 (2.19)

Таким образом, происходит резкое уменьшение K_I при открывании диода, то есть обратная связь отрицательная. Она нелинейна, поскольку нелинейна вольтамперная характеристика диода.

U_КБ = U_Д – I₁R₀ < 0 (2.20)

Для работы транзистора в активном режиме (U_КБ < 0) необходимо выбрать величину сопротивления R₀.

Диод Шоттки позволяет обеспечить обратное смещение коллекторного перехода, то есть работу транзистора в активной области. Диод Шоттки имеет меньшие напряжения, чем p-n переход при одном и том же токе.

Ненасыщенный ключ можно получить и другим способом:

В точке 2 открывается диод, и рабочая точка двигается по характеристике диода в точку 3.

Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 968;