Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.

Здесь принимаются все самые невообразимые вопросы... Главное - не стесняйтесь. Поверьте, у нас поначалу вопросы были еще глупее :)
Аватара пользователя
Alek Lem
Вымогатель припоя
Сообщения: 526
Зарегистрирован: Вс дек 28, 2014 18:35:34
Откуда: Луганск

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Alek Lem »

Kh_Shad писал(а):Еще один рывок, надеюсь последний :)
Используя Ваше объяснение данное выше я решаю следующее уравнение.
Uэк1=100Iб*(Rк-Rис.т)+Rис.т*Iис.т
Uэк2=2*100Iб*(Rк-Rис.т)+Rис.т*Iис.т (увеличили ток базы вдвое)
Ну, во-первых, почему в двое (у меня в примере было на - это сложение, а в - умножение), а во-вторых, почему именно в двое - это совершенно необязательно. Я это лишь для примера цифру 2 применил, чтобы показать, что разность значений Uкэ пропорциональна разности токов базы. Коэффициент пропорциональности в данном случае h = 100.
А умножив на двойку, вы увеличили коэффициент передачи и правильного ответа уже быть не должно.

dU=Uэк2-Uэк1=2*100Iб*(Rк-Rис.т)+Rис.т*Iис.т - 2*100Iб*(Rк-Rис.т)+Rис.т*Iис.т = 100Iб*(Rк-Rис.т), вроде так.
У вас арифметическая ошибка, должно быть в результате 0, т.к. вы вычитаете два одинаковых сигнала с h = 200. Но, что самое интересное, ответ получили правильный! Ошибка + ошибка = правильный ответ. Так иногда бывает, особенно если уже знать ответ заранее ))

Получается, чем больше сопротивление источника тока, тем больше оно оказывает влияние на Uкэ. Тогда чем больше сопротивление источника тока, тем меньше угол нагрузочной прямой, в идеале при Rис.т --> бесконечности, нагрузочная линия становиться горизонтальной (как Вы и объясняли). А значит, малому изменению тока базы, будет соответствовать большее dUкэ.
Я так понимаю, что током источника мы заблокировали изменение тока коллектора под влиянием тока базы. Тогда транзистору просто некуда деваться как изменять Uкэ. Если бы мы сделали наоборот в место источника тока в коллекторной цепи, мы бы поставили малое сопротивление или вообще её подсоединили напрямую к источнику питания, то тем самым мы заблокировали бы изменение Uкэ (вертикальная нагрузочная линия), и тогда на изменение тока базы, происходило лишь изменение тока коллектора, а напряжение Uкэ оставалось постоянным.
Выводы правильные - хоть это радует!
Kh_Shad
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 22
Зарегистрирован: Ср дек 12, 2012 23:07:04

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Kh_Shad »

Uэк1=hIб1*(Rк-Rис.т)+Rис.т*Iис.т
Uэк2=hIб2*(Rк-Rис.т)+Rис.т*Iис.т

Uэк2-Uэк1= hIб2*(Rк-Rис.т)+Rис.т*Iис.т - hIб1*(Rк-Rис.т)-Rис.т*Iис.т =
=h(Iб2-Iб1)*(Rк-Rис.т)
dUкэ=dIб*h(Rк-Rис.т)
Аватара пользователя
Alek Lem
Вымогатель припоя
Сообщения: 526
Зарегистрирован: Вс дек 28, 2014 18:35:34
Откуда: Луганск

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Alek Lem »

Другое дело! Если вы это делаете в первый раз, то так расписывать нормально. Но в реальности, (когда будет некоторый опыт), видя линейное уравнение сразу можно писать dY = h dX - приращение функции Y равно приращению её аргумента X, умноженному на коэффициент пропорциональности h, который в случае с усилителем называется коэффициентом передачи по напряжению/току или передаточным сопротивлением/проводимостью.
rit.aux
Открыл глаза
Сообщения: 61
Зарегистрирован: Чт сен 25, 2014 20:26:37

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение rit.aux »

Изображение
У меня три вопроса.
1) "Эту проблему устраняет схема на рис. 3.73,б, где пара каскадно включенных МОП - транзисторов обеспечивает намного более высокий коэффициент усиления, чему способствует также некоторая положительная обратная связь через резистор 10 МОм; этот последний заставляет схему при достижении порога регенеративным образом опрокидываться."
У нас же не усилительная схема, речь идет о том ,что с помощью второго каскада мы более "резко" вкл/выкл нагрузку (лампу)?
2) О каком пороге идет речь? Я так понимаю, что ПОС (10Мом) просто повышает напряжение в затворе первого транзистора, и не дает ему начать открываться при "среднем" сопротивлении фоторезистора?
3)Двухтактник на BJT на втором рисунке - просто попытка изолировать выходные емкости источника/инвертора?
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Gudd-Head »

rit.aux писал(а):У нас же не усилительная схема, речь идет о том ,что с помощью второго каскада мы более "резко" вкл/выкл нагрузку (лампу)?
Да. В данном случае нужен компаратор, у которого всего 2 состояния: вкл или выкл. А компаратор, по сути, это усилитель с бесконечным коэффициентом усиления.
rit.aux писал(а):2) О каком пороге идет речь?
Порог освещённости, при котором происходит вкл/выкл.
rit.aux писал(а):3)Двухтактник на BJT на втором рисунке - просто попытка изолировать выходные емкости источника/инвертора?
Можно и так сказать. Это драйвер (усилитель тока) чтобы быстро заряжать/разряжать затворную ёмкость.
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
rit.aux
Открыл глаза
Сообщения: 61
Зарегистрирован: Чт сен 25, 2014 20:26:37

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение rit.aux »

Gudd-Head писал(а):Да. В данном случае нужен компаратор, у которого всего 2 состояния: вкл или выкл. А компаратор, по сути, это усилитель с бесконечным коэффициентом усиления.

Но у нас же нет во втором каскаде резистора в истоке? Я правильно понимаю, что резистор в исток не ставится в целях экономии, типа того, что хватит усиления =Rсток*gm?
Gudd-Head писал(а): Порог освещённости, при котором происходит вкл/выкл.
А тогда работает эта ПОС? Не так ,как я писал выше? Что тогда подразумевается под регенерацией?
Gudd-Head писал(а):Это драйвер (усилитель тока) чтобы быстро заряжать/разряжать затворную ёмкость.
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Gudd-Head »

rit.aux писал(а):Но у нас же нет во втором каскаде резистора в истоке?
Чего? Какой ещё резистор в истоке? Это же не усилитель, а ключ. Ключ открывается когда напряжение на затворе выше порогового. Если вы поставите в исток резистор, падение напряжения на нём от протекающего тока будет повышать напряжение порога. Оно вам надо?
rit.aux писал(а):А тогда работает эта ПОС? Что тогда подразумевается под регенерацией?
При снижении освещённости напряжение на затворе первого транза начинает уменьшаться, он начинает призакрываться. От этого повышается напряжение на затворе второго транзистора, и он начинает приоткрываться. Из-за этого начинает течь ток через 10 МОм, этот ток вызывает дополнительное падение напряжение на фоторезисторе, от чего напряжение на затворе первого транзистора ещё более уменьшается, он ещё более закрывается, от чего второй ещё более открывается и т.д. — это регенерация.
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
Аватара пользователя
Hand-Maker
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2142
Зарегистрирован: Чт дек 12, 2013 11:18:14
Откуда: Украина, Черновцы

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Hand-Maker »

Но у нас же нет во втором каскаде резистора в истоке? Я правильно понимаю, что резистор в исток не ставится в целях экономии
не правильно. Схема должна выполнять функции реле, т.е. работать в ключевом режиме. По-этому линейность не требуется (а резистор добавляется для получения более линейной характеристики), а наоборот нужно четкое переключение -- вводится ПОС.

А, вот Гуд-хед добавил уже. Возможно я и не прав, но мне кажется вместо "регенереция" тут лучше применить термин лавинообразный процесс. В общем суть такова, что процесс чуть сдвинувшись с точки покоя, сам себя стремительно разгоняет. Пока не упрется в другую точку.
rit.aux
Открыл глаза
Сообщения: 61
Зарегистрирован: Чт сен 25, 2014 20:26:37

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение rit.aux »

С ПОС понятно, спасибо.
Т.е. мы ставим в стоке первого ключа такое сопротивление, чтобы падение напряжения на нем( при полуоткрытом затворе) приводило к открытию затвора второго ключа? А как можно оценить ток, который потечет через полуоткрытый затвор? По даташитам производителя?
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Gudd-Head »

rit.aux писал(а):Т.е. мы ставим в стоке первого ключа такое сопротивление, чтобы падение напряжения на нем( при полуоткрытом затворе) приводило к открытию затвора второго ключа?
Нет. Мы ставим такое сопротивление, чтобы (с одной стороны) нам было не жалко протекающий через него ток при открытом транзисторе и (с другой стороны) чтобы второй транзистор был надёжно и достаточно быстро открыт и не ловил наводки.
rit.aux писал(а): А как можно оценить ток, который потечет через полуоткрытый затвор? По даташитам производителя?
Да почти никак. Это будет что-то среднее между нулевым (при закрытом транзисторе) и максимальным (при полностью отрытом) током.
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
Аватара пользователя
Hand-Maker
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2142
Зарегистрирован: Чт дек 12, 2013 11:18:14
Откуда: Украина, Черновцы

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Hand-Maker »

В принципе оценить ток можно, для этого в даташите приводится зависимость тока стока от напряжения на затворе. Но конкретно в этой схеме (фотореле с гистерезисом) в этом нет необходимости. Транзисторы надо воспринимать как ключи, а пассивные компоненты схемы рассчитывать исходя из двух возможных состояний схемы -- включено и выключено.
rit.aux
Открыл глаза
Сообщения: 61
Зарегистрирован: Чт сен 25, 2014 20:26:37

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение rit.aux »

Gudd-Head писал(а):Это драйвер (усилитель тока) чтобы быстро заряжать/разряжать затворную ёмкость.

Тогда вдогон еще вопрос. Резистор в затворе (после двухтактного повторителя) - зачем он там? Ведь там будет падение напряжения. У нас буфер выдает ток I=Iin*beta, напряжение около 10 В. Что мешает подключить выход буфера на затвор? Ведь у нас КМОП-логика отделена буфером, наводки (индуктивные) на нее не пойдут.
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Gudd-Head »

rit.aux писал(а):Ведь там будет падение напряжения.
Падение будет когда будет ток. По мере заряда затворной ёмкости ток будет падать. В конце концов затвор зарядится до напряжения питания, не переживайте.
rit.aux писал(а):У нас буфер выдает ток I=Iin*beta
В том же ХиХ написано что нехорошо в рассчётах опираться на бэтту (вы вроде бы должны были это прочитать), у которой разброс ± километр. К тому же, транзисторы работают в ключевом режиме, при котором стараются обеспечить полное открытие, т.е. Iin*beta будет (много) больше максимально допустимого тока коллектора.
rit.aux писал(а):Что мешает подключить выход буфера напрямую на затвор?
Всё-таки, с учётом вышесказанного ток затвора надо ограничить.
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
rit.aux
Открыл глаза
Сообщения: 61
Зарегистрирован: Чт сен 25, 2014 20:26:37

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение rit.aux »

В том же ХиХ написано что нехорошо в рассчётах опираться на бэтту (вы вроде бы должны были это прочитать), у которой разброс ± километр.[/quote]
Да, было такое. Но упомнить бы еще все.
Gudd-Head писал(а):Всё-таки, с учётом вышесказанного ток затвора надо ограничить.

Ну напряжение 10 В. Резистор 10 Ом. Ток будет 1 А?
А почему бы не задаться током 2А, 100 мА? Каков критерий выбора этого тока?
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Gudd-Head »

rit.aux писал(а):Каков критерий выбора этого тока?
Понятно какой — возможность (макс. ток коллектора) и время переключения (постоянная RC-цепи).
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
rit.aux
Открыл глаза
Сообщения: 61
Зарегистрирован: Чт сен 25, 2014 20:26:37

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение rit.aux »

Еще такой вопрос. Идиотский, наверное.
ХХ при задании смещения базы просто берут делитель и формируют нужное напряжение на базе.
А в Титце-Шенке берут так: Через R1 течет 11*Ib, а через R2 10*Ib и на основании этого считают сопротивления.


"Существенную поправку следует внести в правило 4 (разд. 2.01), которое определяет, что IR = h21э/Iб. Мы рассматривали транзистор как усилитель тока, вход которого работает как диод. Это приближение является грубым, но для некоторых практических случаев большей точности и не требуется. Однако для того чтобы понять, как работают дифференциальные усилители, логарифмические преобразователи, схемы температурной компенсации и некоторые другие практически полезные схемы, следует рассматривать транзистор как элемент с передаточной проводимостью - коллекторный ток в нем определяется напряжением между базой и эмиттером.

Итак, правило 4 в измененном виде: 4. Если правила 1-3 соблюдены (разд. 2.01), то ток Iк связан с напряжением Uбэ следующей зависимостью:
Iк = Iнас[ехр(Uбэ/Uт)-1],

где Uт = kT/q = 25,3 мВ при комнатной температуре (20°С), q-заряд электрона (1,60 · 10-19 Кл), k -постоянная Больцмана (1,38 · 10-23 Дж/К), Т-абсолютная температура в Кельвинах (К = °С + 273,16). Iнас - ток насышения транзистора (зависит от Т). Тогда ток базы, который также зависит от Uбэ, можно приблизительно определить так:
Iб = Iкh21э,"

Так мы можем пользоваться beta или нет?
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Gudd-Head »

rit.aux писал(а):А в Титце-Шенке берут так: Через R1 течет 11*Ib, а через R2 10*Ib и на основании этого считают сопротивления.
Тот же делитель, через который течёт ток в 10 раз (!) больше базового. Так что базовым можно принебречь.
Так мы можем пользоваться beta или нет?
Не "можем", а "нужен". При рассчёте т.н. худшего случая — посмотреть хватит ли минимального значения бэтты. Или наоборот, не будет ли ток слишком большим при максимальном значении бэтты.
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
rit.aux
Открыл глаза
Сообщения: 61
Зарегистрирован: Чт сен 25, 2014 20:26:37

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение rit.aux »

Вопрос по поводу схемы рис.3.75 http://www.skilldiagram.com/gl3-14.html
Опровергните/подскажите, пожалуйста.
1) Если надо зарядить 10 000 пФ со скоростью 2В/мкс, то нужно давать ток 20 мА. Зачем использовать такие здоровые транзисторы (2 А)?Только для обеспечения работы с 1 кВ?
2) Через 1 МОм мы обеспечиваем обратную связь на ОУ ( малый ток)
3) Первый МОП работает как быстрый ключ для второго МОП.
4) Вертикальный диод - какова его функция? Вроде бы как он должен предохранять от всплесков при размыкании/замыкании индуктивной нагрузки. Но вроде у нас ее нет?
5) И о каком втором такте имеется ввиду? Не совсем понял, зачем нам горизонтальный диод.
5) Через второй МОП на землю течет 1 мА (т.к через мегаом)
Ограничитель тока, я так понимаю, закорачивает затвор второго МОП на мегаомный резистор, т.е. если ток становится больше 20 мА -напряжение на 39 омном резисторе падает больше, чем на 0.7 В - он открывается. (но это тогда не ограничитель? Через него ток и идет с первого МОПа в нагрузку?)
6) о каком пушпульном резисторе идет речь?

PS. Пытаюсь смоделировать в мультисиме модель без ОС и ОУ, но почему-то если начинаю менять напряжение на затворе первого МОП вылетает error. Как-то ухудшает эксперимент
evjen20
Открыл глаза
Сообщения: 47
Зарегистрирован: Ср янв 28, 2015 12:50:07

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение evjen20 »

На стр.223 в подзаголовке "К чему приводят ограничения, свойственные ОУ" есть замечания по выбору номиналов резисторов в цепи обратной связи ОУ. Там написано: "Резисторы обратной связи должны быть достаточно большими,тогда они не будут существенно нагружать выход; вместе с тем, если они будут слишком большими, то входной ток будет порождать существенные сдвиги."

Можете пояснить, как маленькое сопротивление в цепи обратной связи ОУ нагружает выход? Не могу понять, что имеется ввиду.
Enman
Друг Кота
Сообщения: 7774
Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Re: Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.Объясните!

Сообщение Enman »

Выходной каскад ОУ рассчитан на определённую допустимую нагрузку по току, например, часто на нагрузку в 2К0...Так как можно себе позволить в ООС поставить резистор 1К0 ? ...а вот 100К, пожалуйста, выход его "не почувствует"...
Ответить

Вернуться в «Теория»