Значення коефіцієнта нещільності

Діаметр проводу без ізоляції d, мм	Коефіцієнт нещільності
0,08…0,11 0,15…0,25 0,35…0,41 0,51…0,93 Більш 1,0	1,3 1,25 1,2 1,1 1,05

2.4 Розрахунок транзисторного стабiлiзатора напруги

Для розрахунку транзисторного стабілізатора необхідні такі дані:

• –номінальна напруга на виході стабілізатора ();

• –номінальний струм навантаження ();

• ; – допустимі відхилення напруги на вході стабілізатора від номінального значення у бік збільшення та в бік зменшення відповідно;

• ; – допустимі відхилення вихідної напруги від номінальної у більший та менший бік відповідно.

Порядок розрахунку стабілізатора (рис. 3):

а) вибір стабілітрона;

б) вибір та розрахунок регулюючого транзистора VT1 (VTр);

в) вибір та розрахунок керуючого транзистора;

г) обчислення параметрів та вибір допоміжних елементів;

д) визначення основних параметрів стабілізатора.

2.4.1 Вибір стабілітрона

1. Визнаємо величину еталонної (опорної) напруги на стабілітроні

. (2.24)

2. Обираємо тип стабілітрона. Як джерело опорної напруги в транзисторних стабілізаторах використовують одно- або двокаскадні параметричні стабілізатори на кремнієвих стабілітронах. За додатком А (табл. А7) обираємо стабілітрон, у якого номінальна напруга стабілізації . В подальших розрахунках використовуємо обране значення.

3. Обчислюємо величину опору обмежувального резистора з умови, щоб струм крізь стабілітрон складав мА, як

. (2.25)

Значення опору обираємо з табл. А2 додатка А.

2.4.2 Вибір регулюючого транзистора

1. Визначаємо величину мінімальної напруги на вході стабілізатора:

, (2.26)

де – мінімально допустима напруга між емітером і колектором на вході регулюючого транзистора, при якому робота ще відбувається на лінійній ділянці вихідної характеристикипри.

Як правило, не перевищує 3 В. Тому можна прийнятиВ. У випадку необхідності регулювання напруги на виході величина напруги визначається верхньою межею регулювання вихідної напруги, що задається.

2. Знаходимо номінальну і максимальну напруги на вході стабілізатора з урахуванням допустимих відхилень вхідної напруги (у відсотках):

;

. (2.27)

3. Визначаємо максимальний спад напруги на ділянці емітер-колектор

регулюючого транзистора VT1:

. (2.28)

4. Визначаємо максимальну потужність, що розсіюється на колекторі

регулюючого транзистора:

, (2.29)

де – максимальний струм навантаження, зазвичай при незмінній величині струму навантаження приймають .

5. Обираємо тип регулюючого транзистора VT1. При виборі необхідно виконувати умови:

;

;(2.30)

.

З додатка А (табл. А8) обираємо транзистор, параметри якого задовольняли б вказану умову.

2.4.3 Вибір керуючого транзистора

1. При виборі керуючого транзистора, необхідно відмітити, що разом з регулюючим він утворює складний транзистор. Загальний коефіцієнт посилення за струмами буде складати:

,

де та– коефіцієнти посилення за струмом транзисторів VТ1 та VТ2 (=40, =40).

2. Визначаємо потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VТ2:

.

Можна прийняти, що напруга . Струм колектора транзистора VТ2 знаходиться за співвідношенням:

,

де – струм емітера транзистора VТ2;

–струм бази транзистора VТ1.

3. Обираємо керуючий транзистор VT2 за додатком А (табл. А9), щоб не порушувалася нерівність

.

4. Визначимо потрібний коефіцієнт посилення за напругою транзистора VТ₃:

(2.31)

де – коефіцієнт ділення напруги подільником.

Визначаємо фактичний коефіцієнт підсилення

, (2.32)

де S₃– крутизна характеристики транзистора VТ2; R₁ – опір навантаження в колі колектора транзистора VТ2.

Для малопотужних низькочастотних транзисторів, що використовуються в схемах стабілізаторів напруги, значення крутизни лежить в межахS₃ = 20...40 мА/В.

Опір R₁ визначаємо згідно за формулою

(2.33)

Потужність, що розсіюється на резисторі R₁, складає

(2.34)

де – струм колектора обраного керуючого транзистора.