1.4 Источник стабильного тока (генератор стабильного тока гст)

Ток стабилитронов задает резистор R1, подключенный к источнику питания. Изменение напряжения источника приводит к изменению тока стабилитронов, их сопротивления и в конечном итоге влияет на выходное напряжение стабилизатора (рис 4).

U_KЭ

VD2

VT1

VD1

U_Rэ

U_КБ

R_Э

R_H

U_H

U_БЭ

I_H

U_ЭK

U_И +

VD3

U_СТ

VT2

U_К

R1

Рисунок 4. Схема включения ГСТ

Для уменьшения влияния дрейфа напряжения источника питания U_И на параметры стабилизатора застабилизируем ток стабилитронов с помощью специальной схемы, называемой генератором стабильного тока рисунок 4. Напряжение на базе транзистора VT2 застабилизировано с помощью стабилитрона VD3, поэтому транзистор включен по схеме общая база. Т

R1

ранзистор работает в режиме стабилизатора тока, когда ток коллектора не зависит от изменения напряжения.

Ток коллектора транзистора VT2 задает ток стабилитронов и ток базы транзистора VT1.

Рассчитаем параметры ГСТ и выбрать его элементы.

Зададимся током стабилитронов равным 20 мА и учтем ток базы транзистора VT1 I_Б = 1.2 мА. Ток коллектора VT2 вычисляется по соотношению

I_K = (U_Б – U_БЭ )/R_Э, (3.1 в методических указаниях)

где U_Б - напряжение на базе транзистора VT2,

U_БЭ - напряжение база-эмиттер этого транзистора.

При выборе транзистора VT1 примем, что минимальное напряжение на его коллекторе составляет 20 В, а напряжение U_КЭ = 10 В. При этом напряжение U_КБ для транзисторов на основе германия составит 9,7 В.

По транзистору VT2 и по резистору R_Э должен протекать ток, равный 21,2 мА. Сопротивление R_Э = U_Rэ/I_Rэ = 4,7 В/21,2 мА = 221 Ом. Примем номинальное значение R_Э = 220 Ом.

Напряжение на сопротивлении R_Э = 4,7 В. Напряжение U_БЭ = 0,2 В. Напряжение U_Б = (4,7 + 0,2) = 4,9 В. Теперь можно выбрать стабилитрон на напряжение U_CT = 4,9 B.

По справочным данным выберем стабилитрон КС148А.

Зададим ток диода VD3 АЛ301Б равным 10 мА при минимальном напряжении источника U_П. По сопротивлению R1 будет протекать ток 10 мА. Прикладывается напряжение U_П за вычетом напряжения на диодах VD3 и VD2. Эти напряжения в сумме дают 6,9 В. Тогда сопротивление R1= (20 В – 6,9 В)/10 = 1,31 кОм.

Выбрем номинальное значение (округлив в меньшую сторону), получим R1=1,3 обозначается на схемах 1К3. Вычислить мощность рассеяния на резисторе и выбрать его тип.

Поскольку принято иное значение резистора, то следует вычислить фактическое значение тока

I_R = (20 В – 6,9 В)/1,3 К = 10 мА.

Теперь можно определить сопротивления диодов VD1 и VD2. По диоду VD1 течет ток 20 мА (стабилитрон КС170А), по диоду VD2 (диод КС131А) течет ток 30 мА.

Воспользуемся графиком (рисунок 5), проведя сечения для соответствующих напряжений.

С огласно графику сопротивление диода VD1 составляет примерно 24 Ом, сопротивление диода VD2 – примерно 7 Ом. Общее сопротивление, включенное в цепь базы транзистора VТ1, составляет 31 Ом.