ГПН с токостабилизирующим транзистором

Схема такого ГПН представлена на рис.3.31, а временн ы е диаграммы ра- боты – на рис.3.32.

 

Рис.3.31. ГПН с токостабилизирующим транзистором

 

Работа схемы.

1. Исходное состояние.

В исходном состоянии VT₁ и VT₂ открыты, так как на их базы подаётся положительное смещение: на базу VT₁ смещение подаётся от источника питания +Е_к через R_б1, а на базу VT₂ – через делитель R ₁ - R₂. Режим VT₁ выбран таким, чтобы он находился в режиме неглубокого насыщения. Положение глубокого насыщения нежелательно, так как при выходе из этого режима из-за переходных процессов базе VT₁ произойдёт задержка начала формирования пилообразного напряжения.

С другой стороны, если VT₁ поставить в ненасыщенный режим, то это вызовет дополнительное падение напряжения на участке коллектор-эмиттер и, следовательно, уменьшение коэффициента использования напряжения источника питания (ε). Кроме того, при этом значительно возрастёт время восстановления схемы (t_обр). Поэтому в режиме насыщения напряжение на эмиттере VT₁ будет примерно равно +Е_к. До такого же напряжения будет заряжен формирующий конденсатор C по цепи:

+ Е_к→VT₁→C →корпус (– Е_к).

Рис.3.32. Временные диаграммы работы ГПН с токостабилизирующим

транзистором

Режим работы VT₂ выбран таким образом, чтобы его рабочая точка находилась в активной области ВАХ (рис.3.33).

Рис.3.33. К объяснению работы токостабилизирующего транзистора

 

Для обеспечения линейности изменения напряжения на выходе ГПН необходимо сделать по возможности ток разряда конденсатора C постоянным. Это можно сделать, обеспечив работу VT₂ при постоянном токе базы. В свою очередь, постоянства тока базы можно добиться, если будет выполнено соотношение i_б<<i_дел. В этом случае ток базы будет определяться током делителя напряжения R ₁ - R₂.

До прихода импульса запуска рабочая точка VT₂ будет находиться в точке А (рис.3.33), при этом ток, протекающий через VT₂, будет равен І_к1.

2. Формирование импульса.

С приходом на базу отрицательного прямоугольного импульса транзистор VT₁ запирается. Конденсатор C начинает разряжаться по цепи:

+ C (верхняя обкладка) → VT₂ → R_э →корпус (– C ).

Потенциал коллектора VT₂ начинает уменьшаться, при этом рабочая точка начинает смещаться по выходной характеристике влево из точки А

в точку В. Но так как напряжение на базе VT₂ остаётся практически постоянным, то рабочая точка перемещается влево по характеристике, определяемой постоянным током базы. Как видно из семейства выходных характеристик, ток коллектора VT₂ изменяется от І_к1 до І_к2 в очень малых пределах (так как наклон характеристики к оси абсцисс очень мал). Поэтому конденсатор C разряжается практически постоянным током. Следовательно, напряжение на выходе будет изменяться практически по линейному закону.

3. Восстановление исходного состояния схемы.

После окончания входного импульса VT₁ открывается, и конденсатор C

снова быстро заряжается по цепи:

+Е_к→VT₁→C →корпус (– Е_к).