КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

«С»: Вот и разобрались! Какие еще неясности?

«Н»: Зачем в схеме конденсатор С4?

«С»: Для предотвращения возможного самовозбуждения схемы.

«Н»: А почему применено такое странное параллельное включение конденсаторов С1 и С2?

«А»: Этого момента спервоначала не понимают многие… Дело в том, что любой конденсатор С можно рассматривать, как последовательный колебательный контур, образуемый не только емкостью С, но и собственной паразитной индуктивностью L_c! А электролитические конденсаторы характеризуются вполне ощутимой собственной индуктивностью. Чтобы «закоротить» эту индуктивность, практикуют параллельное с электролитом подключение КЕРАМИЧЕСКОГО конденсатора.

«Н»: Мы рассмотрели работу стабилизатора напряжения (СН) на +12 вольт.

А как устроена схема СН на-12 вольт? В ней есть какие-либо принципиальные отличия?

«С»: Все транзисторы заменяются своими комплементарными аналогами. Изменяются полярности подключения стабилитронов и электролитов. Единственный транзистор, который остается тем же — это jFET типа КП103!

«А»: Именно из-за того, что наш стабилизатор тока — ДВУХПОЛЮСНИК, достаточно просто поменять местами его выводы «а» и «б»!

«С»: Большего и не требуется!

«А»: Но все же мне непонятно одно! Ведь есть же неплохие интегральные стабилизаторы напряжения серии К142ЕН… Почему бы не применить их?

«С»: Если ты внимательно ознакомишься с их параметрами, то заметишь, что их коэффициент стабилизации как по напряжению, так и по току оставляет желать много лучшего.

«Н»: А что это такое — КОЭФФИЦИЕНТ СТАБИЛИЗАЦИИ?

«С»: КОЭФФИЦИЕНТ СТАБИЛИЗАЦИИ ПО НАПРЯЖЕНИЮ равен отношению изменения напряжения на входе схемы СН к вызванному им изменению напряжения на выходе схемы СН при некотором токе нагрузки.

Обычно ток нагрузки приравнивается к номинальному.

K_ст = ΔU_вх/ΔU_вых.

Величина, обратная К_ст называется КОЭФФИЦИЕНТОМ НЕСТАБИЛЬНОСТИ.

«Н»: Тогда коэффициент стабилизации по току, означает, как изменяется выходное напряжение при изменении выходного тока в некотором промежутке значений?

«С»: Да, при изменении тока нагрузки от минимального до максимального при условии, что входное напряжение не меняется!

«А»: Но ведь в реальных схемах меняются в некоторых пределах, случайным образом, и входное напряжение, и ток нагрузки?

«С»: Несомненно! Поэтому и говорят о некотором суммарном коэффициенте стабилизации. Так вот, на микросхемах 142 серии этот показатель получается в 3–5 раз хуже, чем в предложенной нами схеме.

«Н»: То есть имеет смысл немедленно взяться за ее изготовление?

«С»: Не раньше, чем мы выясним еще один важный вопрос. Самым мощным, естественно, является транзистор VT4, который называется ПРОХОДНЫМ. Но как вы считаете, что произойдет, если закоротить клемму U_вых на землю?

«А»: Ток проходного транзистора резко возрастает, поскольку ничем не ограничен. А всё напряжение, которое в состоянии обеспечить выпрямитель приходится на переход коллектор — эмиттер VT4. Мощность значительно превышает максимально допустимую и транзистор, естественно, полностью выходит из строя. Пробой транзистора означает, что на выходе будет повышенное нестабилизированное напряжение, которое станет представлять опасность уже для основных электронных радиотехнических узлов.

«Н»: Но предложенный вами стабилизатор, дорогой Спец, не защищен ведь от короткого замыкания на выходе?

«С»: Вот именно для того, чтобы избежать последствий, в случае короткого замыкания выхода, я предлагаю следующее дополнение к ранее приведенной схеме (рис. 21.2).

«А»: Я так понимаю, что пока ток нагрузки (рис. 21.2, а) не превышает некоторый максимально допустимый, например 500 мА, падение напряжения на резисторе R13 недостаточно для отпирания VT1. Следовательно, его коллекторный ток можно считать равным нулю. Но в этом случае заперт и VT2. Следовательно, коллекторный ток VT2 так же равен нулю!

«С»: Верно! Ну, а в случае короткого замыкания на выходе?

«А»: В этом случае падение напряжения на R_дат превышает 0,6 В. VT1 переходит в состояние насыщения и его коллекторный ток «отопрет» транзистор VT2. В свою очередь, его коллекторный ток создаст на истоковом резисторе падение напряжения такой полярности, что это вызовет запирание полевого транзистора.

«С»: Процесс этот, прошу заметить, носит динамический характер. То есть максимальный ток, проходящий через проходной транзистор, очень просто подсчитывается по формуле:

I_{mах к.з.} = 0.6∙B/R_дат.

Таким образом при R_дат = 1 Ом, максимальный ток короткого замыкания буде равен 600 мА.

«А»: Действительно, VT4 будет работать в допустимом режиме по току.

«Н»: А если снять закоротку?

«С»: Стабилизатор немедленно восстановит нормальный режим работы. Предлагаемая схема в этом отношении является совершенно некапризной.

Кстати, есть прямой смысл заменить в приведенной схеме транзисторы VT3 и VT4 на один составной транзистор Дарлингтона (речь идет о рис. 21.1).

«А»: Я полагаю, это будет составной n-р-n-транзистор типа КТ825?

«С»: Совершенно верно! Помимо того, что у КТ825 сравнительно мало напряжение насыщения составной структуры (около 2 В), его максимальный ток составляет несколько ампер. Поэтому, уменьшив величину R_дат, не прибегая более ни к каким схемным изменениям, можно увеличить допустимый уровень тока нагрузки.

«Н»: А не будете ли вы столь добры представить схему стабилизатора на отрицательное напряжение?

«А»: Если никто не возражает, я сделаю это прямо сейчас (рис. 21.3).

«Н»: В этом стабилизаторе в качестве VT3 и VT4 тоже применяется составной транзистор?

«А»: Да, но типа КТ827. Он комплементарен Дарлингтоновскому транзистору КТ825.

«Н»: А сложно построить подобный стабилизатор?

«С»: Если строго соблюсти условия, которое я вам сейчас сообщу, то стабилизаторы, собранные по приведенным выше схемам, начинают работать сразу.

«А»: Интересно, в чем заключается это условие?

«С»: Обратите еще раз внимание на стабилизатор тока. Его ток стока должен быть установлен равным точно 0,2 мА. Тогда все остальные режимы устанавливаются АВТОМАТИЧЕСКИ!

«Н»: А как проще всего это сделать?

«С»: Обычно поступают следующим образом. Собирают отдельно вот такую элементарную цепь. Для ее питания достаточно обычной батарейки на 9 вольт (рис. 21.4).

«А»: В качестве измерительного прибора лучше всего использовать тестер.

«С»: Да, поставив его на предел 600 микроампер. R_ист берется для начала, равным 3,3 кОм. Если ток измерительного прибора превышает требуемые 200 микроампер, то увеличивают R_ист, проходя последовательно значения: 3,6 к; 3,9 к; 4,3 к; 4,7 к и т. д. Применяя транзисторы соответственных буквенных индексов, обычно при подборе требуется не более трех попыток.

«Н»: А какие буквенные индексы наиболее предпочтительны для рассматриваемой схемы стабилизатора?