Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.

[rit.aux]

Вот все-таки мучает вопрос меня...
Проводим расчет схемы (см. рис).
Получаем токи и значения сопротивлений, завязанные на начальных параметрах схемы. Т.е. от тока нагрузки (эммитерный ток) - зависит базовый ток, от напряжения на нагрузке напряжение базы. Что я могу изменить в схеме, чтобы учесть изменение 5% ? Чем оперировать-то?



UPD: А мы должны на схеме смещения базы получить только нужное напряжение или там еще должен течь и ток базы, равный Iэ/betta?
Я так понимаю, что можно выбрать любые резисторы, так чтоб делитель давал 5.6 В и чтоб через резисторы смещения тек ток больший, чем ток базы, тогда часть будет уходить через базу, как Iб?

[alkarn]

h21 транзистора надо брать минимально возможный по паспорту.
Для надежной работы при разбросе параметров транзистора ток через R2 выбирают (2-3)Iб, т. е. 0,5-0,75 мА.
Там, в Х.Х. про 1-й закон Кирхгофа что-то писалось? Ток через R1 равен сумме тока через R2 и тока базы.

[rit.aux]

h21 транзистора надо брать минимально возможный по паспорту.
Для надежной работы при разбросе параметров транзистора ток через R2 выбирают (2-3)Iб, т. е. 0,5-0,75 мА.
Там, в Х.Х. про 1-й закон Кирхгофа что-то писалось? Ток через R1 равен сумме тока через R2 и тока базы.

А зачем для расчёта сопротивлений нужен холостой ход? Какую часть схемы мы видим в режиме холостого хода?

[SmarTrunk]

Я бы сказал, что через резисторный делитель, задающий смещение на базу, выбирается ток в ~10 раз больше тока базы. К примеру, если Iк=10мА, h21э=50 (для транзистора с 50...300), то ток базы будет 0,2мА, ток делителя 2мА.

Изменение напряжения будет при изменении нагрузки (крайние случаи - нулевая и полная) - из-за изменения тока эмиттера (к коллектора, который примерно такой же) будет меняться ток базы, а он идет через делитель и несколько меняет напряжение смещения.

Также при изменении токов транзистора будет несколько меняться напряжение Uб-э, и оно же меняется с температурой -2мВ на градус Цельсия.

[alkarn]

Х.Х. - это я имел ввиду Хоровица и Хилла, а не холостой ход. Думал на буквах сэкономить.
Ток делителя =10 тока базы - это хорошо для стабильности режима, но при малых "бета" транзистора получится очень низкое входное сопротивление каскада. Не всегда это хорошо и допустимо.
В этой схеме Rвх транзистора получается 20 кОм, а с делителем - меньше 2 кОм.

[rit.aux]

Можно также рассматривать поведение эмиттерного повторителя, исходя из того, что он обладает небольшим выходным импедансом для малого сигнала (динамический импеданс). Его выходной импеданс для большого сигнала может быть значительно больше (равен Rэ). Изменение импеданса от первого значения ко второму происходит в тот момент, когда транзистор выходит из активного режима (в нашем примере при напряжении на выходе -5 В). Иначе говоря, небольшой выходной импеданс для малого сигнала не означает еще. что схема может создавать большой сигнал на низкоомной нагрузке. Если схема имеет небольшой выходной импеданс для малого сигнала, то из этого не следует, что она обладает способностью передавать в нагрузку большой ток.

Отсюда http://www.skilldiagram.com/gl2-3.html

Вопрос такой, я так понимаю, что импеданс выходной тут рассматривается, как Uout/Iout ? И как же формула Zout=Zgen/(h21+1)? Разве она не основополагающая? С какой стати изменится выходной импеданс, если не меняется Zgen?

[B@R5uk]

И как же формула Zout=Zgen/(h21+1)? Разве она не основополагающая?

Для какой схемы и исходя из каких соображений выведена эта формула? Какая у неё область применимости?

...я так понимаю, что импеданс выходной тут рассматривается, как Uout/Iout ?

Только надо брать отношение приращений напряжения и тока. В общем случае линейной пропорциональности Uout = U0 - Rout * Iout, где U0 -- это полезный сигнал, Uout -- выходное сопротивление, Iout -- выходной ток, а Rout -- выходное сопротивление.

[SmarTrunk]

как же формула Zout=Zgen/(h21+1)? Разве она не основополагающая?

В данном случае имеется в виду, что форумала работает, когда транзистор в линейном режиме (т.е. не в отсечке и не в насыщении). В примере, по Вашей ссылке (рис.2.8, 2.9), когда выходное напряжение доходит до -5В, транзистор закрывается (отсечка) и остается только нижний резистор, поэтому Rвых становится равным сопротивлению этого эмиттерного резистора. Хотя в этом случае сигнал начинает ограничиваться снизу, и это не есть хорошо, и разработчику надо было бы это предотвратить, если только не хочет специально.

[rit.aux]

В примере, по Вашей ссылке (рис.2.8, 2.9), когда выходное напряжение доходит до -5В, транзистор закрывается (отсечка)

но ведь

"Режим отсечки
Когда напряжение база-эмиттер ниже, чем 0.6V - 0.7V, PN-переход между базой и эмиттером закрыт. В таком состоянии у транзистора отсутствует ток базы. В результате тока коллектора тоже не будет, поскольку в базе нет свободных электронов, готовых двигаться в сторону напряжения на коллекторе. Получается, что транзистор как бы заперт, и говорят, что он находится в режиме отсечки".
Т.е. если на эмиттере -10В, входной сигнал -5В, транзистор должен быть открыт, нет?

[SmarTrunk]

В схеме по ссылке, из-за делителя напряжения, состоящего из эмиттерного резистора и сопротивления нагрузки, напряжение на эмиттере не может опуститься ниже -5В.

[rit.aux]

Продолжаю медленно читать книгу.
http://www.skilldiagram.com/gl2-4.html
Три вопроса.
1)

Простейшим стабилизатором напряжения служит обычный зенеровский диод-стабилитрон (рис. 2.11). Через него должен протекать некоторый ток, поэтому нужно обеспечить выполнение следующего условия:
(Uвх - Uвых)/R > Iвых(макс).
Так как напряжение Uвх не стабилизировано, то в формулу нужно поставить наименьшее возможное значение Uвх. Это пример того, как следует проектировать схему для жестких условий работы.

задача 2.3
Т.е. имеется ввиду, что при максимальном входном напряжении "лишний" ток уйдет через стабилитрон?
Если входное напряжение меняется от 20 до 25В, а ток нагрузки должен быть =100 мА при выходном напряжении 10В, то:
Rн = 10/0.1 = 100 Ом. выходной ток стабилизатора 100мА при R=100 Ом и 20 В на входе ((Uвх - Uвых)/R > Iвых(макс))
И ток 150 мА при 25В, но, т.к. на выходе 10 В, то в нагрузку опять уйдет 100 мА, а 50мА уйдут в стабилитрон. Не сгорит ли он?

2)
По поводу задачи 2.4. Если в нагрузке ток 100 мА (по условию) и h=100 => ток базы 1 мА. Значит, через резистор (Рис. 2.13) должен течь ток 11 мА - 1 мА уйдет в базу, а 10 мА (как в условии) стекут через стабилитрон. А вот в этой теме предлагается:

если ток через резистор 1.6 кОм будет 9 мА, а в базу уйдёт 1 мА, то в стабилитрон - не 10, а 8 мА. Поэтому резистор надо подбирать так, чтобы при нулевом токе в базу ток в стабилитрон был 10 мА, тогда при подключении нагрузки и повышении тока базы ток через стабилитрон будет уменьшаться.

Как правильнее сделать?

[alkarn]

Может, и сгорит. Стабилитроны разные бывают - есть и микромощные, с максимально допустимым током миллиампер 5, есть и с допустимым током 1 А. Неправильно в книге написано "В любых условиях (в том числе и в самых жестких) через стабилитрон должен протекать ток 10 мА" Для любого стабилитрона в паспорте указан допустимый диапазон тока. Например, у КС196 от 3 до 20 мА.
При расчете надо выбрать такой тип диода и номинал резистора, чтобы при любых возможных параметрах входного напряжения и тока нагрузки ток стабилитрона не выходил за пределы этого диапазона. Реально этого можно добиться , как правило, если ток диода превышает ток нагрузки, поэтому такие схемы применяют при малых токах нагрузки, единицы мА.

[SmarTrunk]

1). Да, в общем, правильно. НО есть нюансы. У стабилитронов есть минимальный ток, который им надо давать всегда, часто 3мА, и есть максимально допустимый ток, выше которого он перегреется и сгорит. Если при рассчетах оказалось, что максимальный ток превышен, надо взять другой, более мощный стабилитрон или, лучше, другую схему, на транзисторах или микросхемах.

Кроме того, вблизи минимального тока у стабилитрона ухудшаются параметры (растет динамическое сопротивление и пр), поэтому стараются дать побольше, скажем, 6-15мА.

[rit.aux]

Подскажите пожалуйста, правильно я рассуждаю или нет.

Упражнение 2.9. Убедитесь в том, что при повышении температуры окружающей среды на 8°С усилитель с заземленным эмиттером и поданным на базу напряжением смещения переходит в режим насыщения. В исходном состоянии транзистор смещен так,
что UK = 0,5С/КК.

[url=http://img.radiokot.ru/files/100073/medium/izvni0k01.png]

Положим, что Vkk = 10В. Отсюда Vout = 5. Пусть ток покоя 1 мА. Тогда сопротивление в коллекторе Rk = (10В-5В)/1мА = 5кОм.
Если при увеличении температуры ток увеличивается в 10 раз, то Vout = Vkk-R*10I => получается, что в какой-то момент напряжение на коллекторе станет почти таким же как и на заземленном эмиттере = 0. Я прав?
Я так понимаю, что смещение мы задаем в такой схеме через уравнение Эберса-Молла? (kT/q)ln() ?
Но вот не пойму в данной схеме такой момент. Если эмиттер сидит на земле, то на базе будет 0.7 В. А если я смещение подам 2 В? Попробовал смоделировать в мультисиме и там все равно 0.7. Получается, что в зависимости от того напряжения, которое подается на базу, меняется базовый ток? Но ХоХи пишут, что управление током коллектора осуществляется не током

[SmarTrunk]

rit.aux
Напряжение Uбэ меняется в зависимости как от тока коллектора, так и температуры (примерно -2мВ на 1 градус цельсия).
Суть в том, что, если в схеме ОЭ задать режим каскада с помощью подачи на базу некого фиксированного напряжения, то Iк будет меняться от температуры. Поскольку Uбэ уменьшается с ростом температуры (-2мВ/С), то повышение температуры на 8С можно заменить воображаемым повышением напряжения, поданного на базу, на 8*2=16мВ. Дальше рассчитываем рост тока коллектора (формула в книге, лень искать) и делаем вывод.
Возможно, одна из целей упражнения - показать, что подобный способ задания смещения - неграмотный, и в дальнейшем избежать построения плохих схем.

[Gudd-Head]

Если эмиттер сидит на земле, то на базе будет 0.7 В. А если я смещение подам 2 В? Попробовал смоделировать в мультисиме и там все равно 0.7

Это вы, батенька, неправильно понимаете. На самом п-н переходе кремния всегда будет около 0.7 В, больше там химо-физически быть не может, это суть диод — достаточно посмотреть его ВАХ.

[SmarTrunk]

Ну, оно меняется, конечно. В диапазоне токов и температур Uбэ может быть, скажем, 0,4...0,85мВ (но 0,65-0,7мВ при разумных токах и комнатной температуре). При подаче 2В кремниевый p-n переход сгорит.

[DruJBAN]

По задаче 1.6

Уж на сколько расчёты верны.... Уж очень круто получается по данным данным...

а) потери мощности в расчете на 0,305 м, исходя из того, что потери оцениваются величиной I(в квадрате)*R;

Rк=Rуд * l = 5*10^-8 Ом (Из условия) - сопротивление кабеля

P=I*U; I=P/U - Ток потребления
Pр=(P/U)^2 * R = (10^10/110)^2 * 5*10^-8 = 10^12/110^2 * 5 =413,22314049586776859504132231405 МВт

Развёрнуто:
Rк - Сопротивление кабеля
Rп - Сопротивление потребителя
Uк - Напряжение на кабеле
Uп - Напряжение на потребителе (110 В)

Uк = Uп*Rк/Rп; - Из соотношения Rк/Rп = Uк/Uп - для посл. цепи
Rп=Uп^2/P - из R=U/I и I=P/U
Uк = Rк*P/Uп = 4,5454545454545454545454545454545 В
I=P/Uп=90909090,909090909090909090909091 А
Pр = I*Uк = 413223140,495867768595041322314 Вт

б) длину кабеля, на которой будут потеряны все 1010 Вт;

Rуд = 5*10^-8 Ом / 0,305 м = 1,6393442622950819672131147540984*10^-7 Ом/м
(P/U)^2 * Rуд * l=1010 Вт; - Уравнение
l=1010/((P/U)^2 * Rуд) = 1010 / ((10^10/110)^2 * 1,6393442622950819672131147540984*10^-7) = 7,4548100000000000000000000000042e-7 м = 745,481 нм

Почему так считаеться потеря мощности ?
Вычисляем ток: исходя из P=U*I, I=P/U, а значит 10^10/110 = 9,090909... *10^8 (А) грубо говоря.
Pp = I^2 * R = (9,090909... *10^8)^2 * 5 * 10^-8 = ~413,1405 * 10^8 W = 4,131405 * 10^10 W (это 10ки ГигаВат). Нет?
+ это мощность на куске в 0,305 м диаметром! с сопротивлением 5 * 10^-8 Om, а длина этого куска с сопротивлением? разве не подразумевается 1 м ? обычно в табличах где указывают сопротивление проводящего провода указывают диаметр или сечение + сопротивление, а длина подразумеваеться на 1 м, нет?
Если это так, то получаем что на 1м расходуем 4,131405 * 10^10 W, а унас 10^10 всего можности.
L = Pвсе / Pрас = 10^10 / 4,131405 * 10^10 = 2,42m , нет?

Поясните пожалуйста.

ЗЫ Пытался найти ответ на форуме, но так и не осилил и поиск выдал только 2 упоминания (irez + IfoR)

[evjen20]

Читаю книгу искусство схемотехники авторов Хоровиц и Хилл. На странице 60 описание индуктивного "броска". Схему я прикрепил в виде файла. В книге идёт описание: В исходном состоянии переключатель замкнут и через индуктивность (в качестве которой может выступать, например , обмотка реле) протекает ток. Когда переключатель разомкнут, индуктивность стремится обеспечить ток между точками А и В, протекающий в том же направлении, что и при замкнутом переключателе. Это значит, что потенциал точки В становится более положительным, чем потенциал точки А.

Последнее предложение мне не понятно: ведь, чтобы обеспечить ток в том же направлении потенциал точки А, должен быть больше, чем потенциал точки В. Прошу добрых людей пояснить этот нюанс.



Сюда перенес.
aen

[SmarTrunk]

Ток в индуктивности не может мгновенно прекратиться. Направление тока указывают, как если бы двигались положительные заряды (в металле они отрицательные - электроны, но это частности). При размыкании цепи ток будет продолжать идти в том же направлении (некоторое время), в нижней точке (В), грубо говоря, будет больше положительного заряда - напряжение увеличится.

В итоге будет искра между контактами и/или затухающий колебательный процесс, вызванный индуктивностью и паразитной емкостью катушки.