откуда следует:

(1+Я9/ек)(2+яэ/ек) *

(21-25)

Дифференцируя функцию V, по аргументу gg/gg, легко убедиться, что она имеет максимум:

:0.17£

(21-26)

при gg/gg = В STOM оптимальном случае = t/jjj 0,4 £к- Для распространенного диапазона = 5-J-15 В имеем {/ макс = 0,8-ь2,5 В; Uf = 2-f-6 В, Максимум функции (ёэ/ёк) выражен неярко (рис. 21-6), поэтому можно уменьшать или увеличивать отношение gg/gK примерно в 3 раза по сравнению с оптимальным значением, сохраняя амплитуду t/ в пределах 70% максимальной.

Если пренебречь шунтирующим влиянием нагрузки и разрядного элемента, п. е. считать = &п,= О, то из выражения (21-Г1а) нетрудно получить коэффициент нелинейности в виде

(21-27)

(2-Ьеэ/йв)

ъ- (1 +gB/g ) - 1

Зта функция также имеет слабо выраженный максимум при значениях Е > > Ек (рис. 21-6), в чем легко убедиться путем дифференцирования. Максимальное значение 8 получается в об-

ласти малых значений gg/gK. превышающих У2. В области ga/gK > коэффициент нелинейности монотонно уменьшается с ростом ga/git. а также с увеличением отношения £/£ .

С помощью выражений (21-25) и (21-27) получаем добротность ГПН:

(£/£ ) (1-f gs/gK) (21-28)

как видим, она возрастает с увеличением Е/Е и gjgs (рис. 20-6).

1/1 Dfi

0,4 0 О

Рис, 21-6. Зависимость амплитуды, коэффициента нелинейности и добротности генератора (см. рис. 21-5) от соотношения напряжений Е/Ек и проводнмостей gg/gn.

Анализируя кривые на рис. 21-6, приходим к следующим выводам:

1. С точки зрения линейности нужно делать отношение Е/Е как можно большим, а с точки зрения добротности достаточно обеспечить Е/Е = 2 -т- 5. Значения £ неприемлемы, так как им соответствуют параметры е > 15% и б < 0,8. Ограничения на значение Е/Е накладываются, с одной стороны, значением выходного напряжения Sac другой - разумным значением питающего напряжения Е.

2. Отношение gjgg с точки зрения линейности и добротности Желательно делать большим. Однако значения gjg > 3 нецеле-

При заданной амплитуде U напряжение Ек должно быть достаточно большим в силу зависимости (21-25).

сообразны, поскольку при этом выигрыш в параметрах е и б невелик, но происходит заметнее уменьшение выходного напряжения, а также могут нарушиться условия тоиттеркого режима (17-15) и (17-21).

В диапазонах ElEy = 2 -г- 5 и gglg == 2 -ь 3 получаем типичные для данного ГПН параметры: е = 3 10% и б = 0,8 -ь 0,95. Шунтирующее влияние нагрузки и входного сопротивления запертого транзистора ухудшает параметры е и б.

Помимо триггера с эмиттерной связью в качестве разрядного элемента могут использоваться другие пороговые схемы (например, в 1168] списаны ГПН с разряжающим мультивибратором).

21-4. ГЕНЕРАТОРЫ С ПАРАМЕТРИЧЕСКИМ СТАБИЛИЗАТОРОМ

ТОКА

В данном варианте ГПН, как отмечалось в § 21-2, главным требованием к зарядному элементу является возможно большее дифференциальное сопротивление. Наиболее простым элементом такого типа может служить транзистор, включенный по схеме ОБ с заданным током эмиттера (рис. 4-10, а). В таком режиме дифференциальное сопротивление Ri = г, а эквивалентная э. д. с. El = l pRi - Ikk- Учитывая зависимость (4-24), приходим к выводу, что э. д. с. El не зависит от тока, а является функцией только физических параметров базы и коллекторного напряжения (для ступенчатого перехода Ei VU) *.

Справочные данные показывают, что маломощным низкочастотным транзисторам свойственны (при Un = 5 В) значения / Лк = 300-J-500 В, а маломощным высокочастотным - от 1000 до 2000 В и более Таким образом, ГПН данного типа могут обеспечить коэффищ1енты нелинейности 1-5% даже при таких сравнительно больших амплитудах, как Um = 10-20 В (в этих опенках не учитываются шунтирующие токи). Что касается максимального значения то оно определяется напряжением t/кб.доп и может составить 40-60 В и больше.

Сопротивление rg играет важную роль не только как составляющая э. д. с. Ei, но также и как составляющая фактора 9 ,/? в выражении (21-13а) **. При токе 1 мА значение Лк обычно лежит в пределах 0,5-2 МОм.

Такое же и даже меньшее значение часто имеет сопротивление R; тогда 1 и может существенно влиять на коэффициенг нелинейности. Напомним также, что зависит от температуры (рис. 4-20), поэтому коэффициент е оказывается нестабильным.

* Последнее обстоятельство означает, что при расчете коэффициента нелинейности нужно использовать величину £/= Ir, соответствующую минимальному напряжению

Последние цифры характерны также для некоторых низкочастотных транзисторов средней мощности, например, 1Т403 с донусгимыж напряжением до 100 В и токами до 1 А.

** Фактор flmj с учетом (21 14) не зависит отк-

Для того чтобы избежать обоих осложнений, следует выбирать достаточно большое значение рабочего тока, при котором значение Гк удовлетворяет условию fl, = rJR < 1.

На рис. 21-7 показана схема ГПН с параметрическим стабилизатором тока (транзистор Ti). Легко заметить, что в схеме генерируется отрицательное спадающее напряжение. Ток /i, а вместе с ним и разрядный ток / р = / i задаются цепочкой Е, R. Зарядным элементом служит ключ на транзисторе Та, управляемый внешним сигналом (постороннее возбуждение).

На примере данной реальной схемы можно показать- причины и степень нестабильности тока прямого хода. Для stoio воспользуемся выражением (6-8) при условии Py6 > 1, характерном для включения ОБ (см. <; 6-2). Тогда

Для кремниевого транзистора (/ко== С) при достаточно большом значении Rg нестабильность тока будет определяться изменениями коэффициента р:

Соответственно

1-fB Р

(21-30)

(21-31)

---4-о-

Рис. 21-7. Генератор с параметрическим стабилизатором тока.

/пр ~ /к. Р

Так, если ЛР= Р, то Д/ р пр t 1/р, т. е. может составлять 2-5?о.

При небольших значениях R и особенно для герма}1иевых транзисторов (в широком диапазоне температур) относительная нестабильность тока п)ямого хода достигает 10% и более, что является серьезным недостатком данного типа ГПН.

21-5. ГЕНЕРАТОРЫ СО СЛЕДЯЩЕЙ СВЯЗЬЮ

Этот вариант ГПН имеет две разновидности, различающиеся типом следящего элемента. Первая разновидность характеризуется тем, что следящая связь осуществляется непосредственно по н а п -ряжению AUc, при этом компенсирующее напряжение fcAf/c близко к AUcM, значит, следящий элемент должен быть повторителем (рис. 21-8, а) . Вторая разновидность характеризуется тем. Что следящая связь осуществляется по разности напряжений AUc - кАЬс, прн этом компенсирующее напряжение kAUc много больше этой разности и, значит, следящий элемент

Отсюда распространенные в литературе названия ГПН с компенсирующей э. л. с. и ГПН с повтори гелем . Euie один термин - ГПН с положительной обратной связью - представляется неючным.