Выбор транзистора

Порядок выбора элементов стабилизатора рассмотрим на примере (вариант 0). Напряжение стабилизации U_СТ = 10±0,1 В, номинальное значение тока нагрузки I_Н = 50±10 мА. Таким образом, необходимо обеспечить работу стабилизатора при I_Hmax = 60 мА. Такой ток эмиттера могут обеспечить транзисторы средней мощности серий 401-499 или 501-599 [10, 11].

Транзистор включён по схеме с общим коллектором, поэтому можно принять, что ток коллектора равен току эмиттера I_К ≈ I_Э. Кроме того нагрузка включена последовательно в цепь эмиттера транзистора, поэтому I_Э = I_Н.

1. Выбор транзистора.

Транзистор выбирается по максимальному значению тока коллектора I_Kmax и допустимой мощности рассеяния. При выборе руководствуются следующим: максимальный ток коллектора, указанный на ВАХ, должен лежать в пределах (1,1÷1,5)∙I_Hmax. Не следует выбирать транзисторы со слишком большим запасом по допустимому току. В примере выбирается транзистор с током коллектора 65 мА ≤ I_Kmax ≤ 100 мА. Для указанного условия подходит транзистор типа КТ611В (таблица 4).

2. Определяется коэффициент усиления В по вольт-амперным коллекторным характеристикам выбранного транзистора В = ∆I_K/∆I_Б при напряжении U_KЭ = 10 В (характеристики позиции 5.2.8). Методика определения показана на рис. 13,б. Для выбранного транзистора получаем В ≈ 50.

3. Определяется необходимый максимальный ток базы
I_Бmax= I_Кmax/В = 1,2 мА.

4. Для нормальной работы транзистора средней мощности напряжение между коллектором и эмиттером должно быть не менее 10 вольт. Примем напряжение U_КЭ = 10 В. При этом минимальное напряжение на коллекторе оказывается равным U_Kmin= U_Иmin= 20 В рис.16. По заданию напряжение источника питания может изменяться в диапазоне ±15%, что составит 24,0 ±3,6 В, U_Иmах= 27,6 В. Таким образом, к транзистору прикладывается максимальное напряжение U_КЭmax = U_Иmах – U_Н = 27,6 – 10,0 = 17,6 В.

5. На основании приведённых расчётов выбирается источник питания для стабилизатора. Среднее значение напряжения U_Иср = 24 В.

6. Определяется мощность рассеяния на коллекторе транзистора Р_К = U_КЭmax∙I_Кmax= 27,6·0,06 = 1,66 Вт < Р_КДОП = 1,8 Вт.

7. Если полученная мощность рассеяния превышает допустимую, то транзистор необходимо поместить на радиатор. Выбор необходимой площади радиатора производится по графикам рис. 24 справочных данных. Определяется превышение мощности в процентах, проводится горизонтальная линия до пересечения с графиком и определяется площадь радиатора.

8. Если используется транзистор на основе германия, то напряжение база–эмиттер следует принять равным (0,2 ÷ 0,3) В.

9. Для транзисторов средней мощности на основе германия следует воспользоваться теми же коллекторными характеристиками, что и для кремниевых соответствующей мощности. Входные характеристики для германиевых транзисторов представлены отдельно на рис. 5.2.9.