сравнивая (23-43а) с (23-19а), снова замечаем, что различие состоит в замене Ro на Ri.

В последовательных стабилизаторах, так же как и в параллельных, выполняются неравенства R /?оо и Ri Roo, поэтому практически коэффициент стабилизации имеет вид:

U2 Ri

и, R

(23-436)

Выражения (23-43) подчеркивают ту принципиальную роль, которую играет сопротивление Ri в последовательных стабилизаторах. Именно оно обусловливает конечное значение К, так как при Ri = оо вход и выход стабилизатора были бы изолированы друг от друга, входное напряжение никак не влияло бы на выходное и мы имели бы К = оо. Сопротивление Ri, будучи параметром регулирующего элемента, оказывается заданной величиной после того, как регулирующий элемент выбран.

Подставляя (23-38) в (23-436), получаем:

(f2+p.M ) a.

(23-43В)

с. 23-8. Обобщенная скелетная схема последовательного стабилизатора с цепью прямой связи.

/ - регулирующий элемент; 2 - сравнивающий и усилительный элемент цепи обратной связи; 3 - опорный элемент; 4 - элемент прямой связи.

Поскольку 1/р. ин не зависит от Ri и поскольку Ri - величина

заданная, понятие предельного коэффициента стабилизации в последовательных схемах отсутствует. Кроме того, коэффициент К, как видим, не зависит от тока нагрузки. Следовательно, единственным путем повышения стабильности по входному напряжению является уменьшение характеристического сопротивления.

В заключение остановимся на более общей схеме последовательного стабилизатора (рнс. 23-8), в которой, как и на рис. 23-4, имеется ие только обратная, но и прямая связь . Отмечая параметры цепи обратной связи индексом 2, а параметры цепи прямой связи индексом 4, легко показать, что выходное сопротивление (23-42) сохраняет прежнюю величину, а коэффициент стабилизации (23-43) следует разделить на двучлен:

l+KiiRi/Ryi, (23-44)

знакомый по выражению (23-22)). По причинам, изложенным в § 23-2, прямую связь обычно стараются исключить, хотя при Кц < О оиа может повысить коэффициент стабилизации.

Однокаскадный стабилизатор. Стабилизатор, показанный на рис. 23-9, состоит из усилительной части, представленной тран-

* Этот случай впервые проанализирован в работе [177], но результаты представлены в ней в несколько иной форме.

зистором Т, и опорной части, представленной стабилитроном Д, балластным сопротивлением Ro и стабилизированным напряжением Е. Выходное напряжение стабилизатора равно опорному с точностью до малой величины Ug. В сущности, эта схема является эмиттерным повторителем, у которого потенциал базы стабилизирован стабилитроном и равен (/д, а напряжение коллекторного питания (/i меняется в определенных пределах. Поэтому выходное сопротивление стабилизатора можно было бы выразить с помощью формулы (9-66), заменив Rr на Гд, но мы воспользуемся теми общими методами, которые описаны в предьщущем разделе.

Сравнивая эквивалентную схему на рис. 23-9, б с общей скелетной схемой на рис. 23-2,6, приходим к соотношениям / = 7;

= /?б; /Сг = Р, где - Гб + (поскольку R > Гд). Используя (23-17), найдем характеристическое сопротивление между

---СГЭ-г

&Ui ,----

y-X-г

Рис. 23-9. Однокаскадный последовательный стабилизатор с питанием стабилитрона от стабилизированного напряжения.

а - принципиальная схема; б - эквивалентная схема.

точками Б- О и, добавляя к нему величину г получим полное характеристическое сопротивление, а вместе с ним и выходное сопротивление стабилизатора:

1 + Р

(23-45)

Коэффициент стабилизации легко найти из формулы (23-43в), если подставить в нее найденное значение Rco л Ri = г. Умножив числитель и знаменатель на 1 -f р и учитывая, что (1 -f Р) Гк = г, получаем:

(l-6 i)fi2K------ (23-46)

кл + + (1 + Р) al(t/2 + мин)

Пусть, например, = 5 кОм, = 20 Ом; р = 30 (параметры, характерные для транзисторов средней мощности) и пусть = 250мА; Гд = 10 Ом; (/к. н = 0,1 (/г и б 1 = 0,1; тогда ~1 Ом и /С= 125. Последнее значение часто вполне приемлемо, но выходцое сопротивле-

ние сравнительно велико. Именно величина /?вых ограничивает макси- мальный ток нагрузки в однокаскадном стабилизаторе, поскольку при больших значениях / ос получается большая нестабильность по току Ь{ [см. (23-46)].

Энергетический расчет стабилизатора проводится по общим формулам предыдущего раздела. Балластный резистор Ro стабилитрона Д является одновременно токоотводящим: через него идет сумма токов /g и /д, направленных навстречу друг другу. Значение Ro выбирают из очевидного ус-

ловия

где [/б f/z . /б - n.MDKC/h-. -д

можно задаться, соблюдая неравенство

-f/б

(23-47)

а током /д I >

</л</л

Рис. 23-10. Однокаскадный последовательный стабилизатор с питанием стабилитрона от входного напряжения.

Правая часть этого неравенства учитывает тот факт, что при сбросе нагрузки ток базы уменьшается почти

до нуля, а ток стабилитрона возрастает на величину /у, поскольку /б -Ь /д = const. При этом величина /д -- /б не должна превышать /д. акс-

Казалось бы, питание стабилитрона проще осуществить не от специального источника Eq, а от источника входного напряжения (рис. 23-10). Такое решение возможно [177], но нецелесообразно, так как при этом резко снижается коэффициент стабилизации. В самом деле, если пренебречь изменениями напряжения <Уэб: то стабильность потенциала эмиттера будет такой же, как стабильность потенциала базы. Значит, коэффициент стабилизации всей схемы будет близок к коэффициенту стабилизации ее опорной части, а у диодных стабилизаторов, как отмечалось в § 23-2, значение К не превышает 20-30 даже при больших балластных сопротивлениях. Между тем сопротивление Rg в данном случае имеет меньшее значение, чем (23-47), так как оно до. 1жно удовлетворять условию

где Ui < Eg. Обычно значение Rg на рис. 23-10 составляет 100-200 Ом, что при Гд = 10 Ом дает К < 10-20.

Напряжение Ео на рис. 23-9,а не является абсолютно постоянным, как считалось при составлении эквивалентной схемы (рис 23-9, б), так как диодный стабилизатор, показанный пунктиром, питается от того же источника, что и основной стабилизатор. Обозначив АЕо = hAUi и включив эту э. д. с. последовательно с сопротивлением Ro на рис. 23-9,6, можно показать, что коэффициент стабилизации будет в 1 -f -тг раз меньше, чем (23-46).

Многокаскадные стабилизаторы. Главным недостатком одно-каскадной схемы, рассмотренной в предыдущем разделе, является