условия, при которых эти предположения практически оправданы, т. е. параметры L и С мало влияют на длительность фронта. Для этого положим постоянные времени L/(,R \\ г и Сг достаточно большими по сравнению со временем нарастания (20-12). Тогда получаются следующие неравенства, которые следует выполнять при проектировании блокинг-генератора:

(20-15)

L>2,3n,r[T -fC/?;,-6)];

3.3/ т

(20-16)

Если эти неравенства не соблюдаются, то время фронта будет больше, чем следует из (20-12).

Что касается индуктивности рассеяния трансформаторных обмоток 1., то она должна быть достаточно малой, чтобы не вносить заметной инерционности в процесс нарастания базового тока. Действительно, из рис. 20-5 видно, что наличие индуктивности Lg препятствует изменениям тока в цепи R Ц /-g. Если оценить эту инерционность с помощью постоянной времени LJ{R rg) и положить последнюю много меньшей fj, то получится условие, обратное условию (20-15):

Lg < 2.3 gr [т + (R:, I! г)]. (20-17)

Считая, что в каждом из неравенств (20-15) и (20-17) левая часть отличается от правой в 3-5 раз, приходим к выводу, что коэффициент рассеяния о = L/L должен составлять 5-10%.

Задний, отрицательный фронт импульса на участке О -f- (-Е) формируется примерно в тех же условиях, что и передний. Поэтому будем считать его длительность близкой к t. Некоторое различие обоих фронтов обусловлено тем, что во время отрицательного фронта сопротивление базы модулировано, т. е. имеет меньшее значение.

20-4. ВЕРШИНА ИМПУЛЬСА

Будем считать длительностью импульса Т время, в течение которого транзистор насыщен и коллекторное напряженке близко

к нулю (вершина импульса на рис. 20-4). Временем переднего (положительного) фронта пренебрежем, т. е. положим, что переход транзистора из запертого состояния в насыщенное осуществляется мгновенно. Кроме того, пренебрежем сопротивлением участка коллектор - эмиттер, которое при достаточном насыщении обычно не превышает 1-10 Ом. Сопротивление участка база - эмиттер будем считать равным rg. Пересчитывая к коллекторной обмотке величины /ц, rg и С, получаем эквивалентную схему, показанную на рис. 20-6, где L - индуктивность коллекторной обмотки.

Поскольку передний фронт импульса принят бесконечно коротким, напряжение на конденсаторе не меняется за время фронта и остается равным напряжению отпирания транзистора в конце

Рис. 20-6. Эквивалентная схема для интервала формирования вершины.

паузы. Таким образом, в начале вершины имеем Uc (0) Ucoi положим Uc (0) = 0. Тогда начальный ток насыщения / (0) = = EJ (R II г).

Из рис. 20-6 видно, что базовый ток меняется независимо от токов в других ветвях схемы, а коллекторный ток является суммой токов во всех трех ветвях. Поэтому изображения токов /б и /к запишутся следующим образом:

/б(8)=-

>6+l/sC

+ 1/SC

(20-18а) (20-186)

Оригиналы этих изображений после некоторых преобразований приводятся к виду

(20-19) (20-20)

Выражения (20-19) и (20-20) показывают, что ток базы монотонно уменьшается, а ток коллектора в зависимости от соотношения параметров может меняться по-разному. Если < Тс, то ток монотонно возрастает, так как доминирует линейный член tlxi. Если Ti > Тс, то ток /к сначала уменьшается (доминирует экспоненциальный член), достигает минимума и затем непрерывно увеличивается. Именно этот типичный случай проиллюстрирован на рис. 20-4.

Коллекторный ток во время формирования вершины не должен превышать допустимого значения в импульсном режиме /к.доп (см. § 15-7). Поскольку согласно (20-20) увеличение тока во время импульса обусловлено л и -

н е й н ы м членом, положим для простоты е = 1, Для этого наиболее неблагоприятного случая из (20-20) легко найти величину /к (Ги). Полагая /к (Гд) =/к.доп получаем неравенство

(20-21)

выполнение которого обеспечивает нормальный режим транзистора (/к /к.доп) во всем интервале T . Если необходимая индуктивность L оказьшается слишком большой, можно выбрать транзистор с большим значением /к. доп- В неравенство (20-21) входит коэффициент трансформации Пб, который оценивается по формуле (20-13).

Переходя к расчету длительности импульса, заметим, что конец интервала соответствует выходу транзистора из насыще-

имя, поэтому Q (Т ) = Qrp, где Qp - граничный зар5!Д, определяемый формулой (15-27). Функцию Q (t) можно найти, решив уравнение заряда при известном токе базы (20-19). Что касается граничного значения Ор, то оно в нашем случае меняется со Бремене м, так как ток насыидения описывается выражением (20-20) Подставив (20-20) в (15-27) в качестве тока /.н, получим:

гр- R

(20-22а)

Для определения функции Q (О подставим в операторное уравнение (15-28а) изображение (20-18а) (разделив последнее на п, чтобы оно было изображением реального, непересчитанного тока базы) и начальный заряд в базе, равный:

Q(0) = Qrp(0) -EJiRy).

Тогда изображение заряда примет следующий вид

V6(H-sT)(I-fsTj + р ( 1,1 r) ST)-

Этому изображению соответствует оригинал t t

На рис. 20-7 показаны возможные варианты кривых Q {() и (t), пересечение которых определяет время Г . Как видно, пересечение имеет место только при условии {dQ/dt) > {dQp/di)o. Это вполне естественно, так как в начале вершины транзистор находится на границе насыщения и в дальнейшем конечная степень насыщения получится только в том случае, если заряд в базе нарастает быстрее (или спадает медленнее), чем граничное значение Qrp- Дифференцируя (20-22а) и (20-226) и полагая i = О, запишем необходимое условие формирования вершины в следующем виде:

Р>(1-Ь н) + т(-(20-23)

Здесь Р = р/Пб - приведенный коэффициент усиления базового тока (с учетом трансформации); а == гУЯ - коэффициент нагрузки (а = 0 при холостом ходе).

Из (20-23) видно, что индуктивность коллекторной обмотки должна быть достаточно большой, а емкость в базовой цепи -

* Здесь и далее постоянная времени т соответствует режиму насыщения (см. §15-4); индекс и для простоты опущен. Некоторые сведения об этой постоянной времени применительно к блокинг-генераюру можно найти в [170].