2. Источник опорного напряжения
(генератор напряжения)

Во многих случаях бывает необходимо получить внутри схемы стабилизированное напряжение, которое не должно меняться при изменениях нагрузки. В простейшем случае эта задача решается с помощью стабилитрона (рис.31). Диапазон нагрузки такого источника ограничен максимально допустимым током стабилизации стабилитрона. Токоограничивающий резистор выбирают из расчёта:

R_min - E_п/I_{ст max}

При этом максимальный ток нагрузки I_{н max}=I_{ст max}-I_{ст min}.

При отсутствии стабилитрона на необходимое напряжение стабилизации в пределах 4...9 В можно использовать маломощные высокочастотные транзисторы по схемам рис.32 и 33. Напряжение стабилизации зависит от типа и буквы транзистора.

Наиболее простой способ увеличения нагрузочной способности такого генератора напряжения - применение эмиттерного повторителя на простом или составном транзисторе (в зависимости от тока нагрузки) в качестве буферного каскада (рис.34). Такой источник называют стабилизатором последовательного типа.

Улучшенные стабилизаторы параллельного типа (аналог мощного стабилитрона) показаны на рис.35 и 36. Замена токозадающего резистора генератором стабильного тока (ГСТ) позволяет получить прецизионные источники опорного напряжения. На рис.37 и 38 соответственно представлены улучшенные источники последовательного и параллельного типа.

Суперэкономичный источник опорного напряжения с применением ГСТ на полевом транзисторе в микротоковом режиме показан на рис.39.

Следующий прецизионный кольцевой стабилизатор (рис.40) имеет исключительно высокий коэффициент стабилизации за счёт встречного включения ГСТ (т.е. взаимостабилизации). В случае применения прецизионных стабилитронов типа Д818Е и токе через них 10 мА и более коэффициент стабилизации достигает 100 тыс. и более.

Недостатки простейших стабилизаторов:

-параллельного типа - низкий КПД при изменяющейся нагрузке;
-последовательного типа - незащищённость от короткого замыкания в нагрузке (применение самозащищённого транзистора (рис.2) снимает эту проблему).

Достоинства:

-параллельного типа - стойкость к КЗ;
-последовательного - относительно высокий КПД при изменяющейся нагрузке.

Простейший аналог стабилитрона, нашедший широкое применение в качестве регулируемого генератора напряжения для смещения двухтактных ЭП, показан на рис. 41. Введение дополнительного транзистора (рис.42) повышает нагрузочную способность такого генератора. Напряжение стабилизации U_ст-0,5*(1 + Rl/R2).

Низковольтные аналоги стабилитронов показаны на рис.43-45, причём верхний транзистор в схеме рис.43 должен быть германиевым, остальные - кремниевыми.

1. Простейший стабилизатор.

Диапазон нагрузки такого источника ограничен максимально допустимым током стабилизации стабилитрона. Токоограничительный резистор выбирают из расчёта: R_min=E_п/I_{cт max}.
При этом максимальный ток нагрузки I_{н max}=I_{ст max}-I_{ст min}.

Рис. 31.

2. Использование маломощных высокочастотных транзисторов в качестве стабилитронов (4..9В).

Напряжение стабилизации зависит от типа и буквы транзистора.

Рис. 32, 33.

3. Стабилизатор последовательного типа - используется для увеличения нагрузочной способности генератора напряжения.

Рис. 34.

4. Улучшенные стабилизаторы параллельного типа (аналоги мощного стабилитрона).

Рис. 35, 36.

Прецизионные источники опорного напряжения.

Рис. 37, 38.

5. Суперэкономичный источник опорного напряжения с применением ГСТ на полевом транзисторе в микротоковом режиме.

Рис. 39.

6. Прецизионный кольцевой стабилизатор.

Имеет исключительно высокий коэффициент стабилизации за счёт встречного включения ГСТ (т.е. за счёт взаимостабилизации). При применении прецизионных стабилитронов Д818Е и токе через них 10ма и более коэффициент стабилизации достигает 100 тыс. и более.

Рис. 40.

7. Простейший аналог стабилитрона.

Рис. 41.

Вариант с повышенной нагрузочной способностью. Напряжение стабилизации U_ст=0.5(1+R1/R2).

Рис. 42.

8. Низковольтные аналоги стабилитронов.

Рис. 43, 44, 45.

PREV

CONTENTS

NEXT