Расчет компенсационных стабилизаторов напряжения

По статическим ВАХ выбранного транзистора находим:

h11Э3 = 33.0 Ом ,

m3 = 1 / h12Э3 = 1 /  0.23 = 4.20 ,

где h11Э3 – входное сопротивление транзистора, Ом; m3 – коэффициент передачи напряжения; h12Э3 – коэффициент обратной связи.

        Находим ток базы транзистора VT3

        IБ3 = Iн / h21Э3 min = 5 / 750 = 6.67´10-3 А .                                (4.6)

        Определяем начальные данные для выбора транзистора VT2. Рассчитываем напряжение коллектор-эмиттер VT2

        Uк2 max  = Uк3 max - Uбэ3 = 7 – 0.7 = 6.3 В ,                          (4.7)

где Uбэ3 – падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT3 (0.7 В).

Ток коллектора VT2 состоит из тока базы VT3 и тока потерь, который протекает через резистор R3,

Iк2 = Iб3 + IR3 = 5´10-4 + 6.7´10-3 = 7.2´10-3 А.                 (4.8)

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT2, равняется

Р2 = Iк2 ´ Uк2 max = 7.2´10-3 ´ 6.3 = 45.2´10-3 Вт.           (4.9)

По полученным значениям Uк2 max , Iк2 , Р2 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:

По статическим ВАХ выбранного транзистора находим:

h11Э2 = 36.36 Ом ,

m3 = 1 / h12Э2 = 1 /  0.022 = 45.45 .

        Рассчитываем ток базы VT2

        IБ2 = Iк2 / h21Э2 min = 7.2´10-3 / 60 = 1.2´10-4 А.               (4.10)

        Находим сопротивление резистора R3

        R3 = (Uн + Uбэ3) / IR3 = (15 + 0.7) / 5´10-4 =31400 Ом.  (4.11)

Выбираем ближайший по стандарту номинал с учетом рассеиваемой на резисторе мощности

РR3 =  (Uн + Uбэ3) ´ IR3 = (15 + 0.7) ´  5´10-4 = 7.85´10-3 Вт.   (4.12)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0.125  33 кОм ±5%.

Источником эталонного напряжения берем параметрический стабилизатор напряжения на кремневом стабилитроне VD2 из расчета

UVD2 = 0.7 Uн = 0.7 ´ 15 = 13.5 В.                                 (4.13)

        Выбираем тип стабилитрона и выписываем его основные параметры:

        стабилитрон 2С213Б;

        I VD2 = 5´10-3 А – средний ток стабилизации;

        r VD2 = 25 Ом – дифференциальное сопротивление стабилитрона.

Вычисляем сопротивление резистора R4, задавши средний ток стабилитрона (I R4 = I VD2)

        R4 = 0.3 Uн / I R4 = 0.3 ´ 15 / 5´10-3 = 900 Ом.             (4.14)

Мощность, рассеиваемая на резисторе R4, равняется

        РR4 =0.3Uн ´ I R4 = 0.3´15´  5´10-3 = 22.5´10-3 Вт.     (4.15)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0.125  910 Ом ±5%.

        Определяем начальные данные для выбора транзистора VT4. Рассчитываем напряжение коллектор-эмиттер транзистора

        Uк4max = Uн + Uбэ3 + Uбэ2 - UVD2 = 2.90 В                          (4.16)

Задаем ток коллектора VT4 меньшим нежили средний стабилитронаVD2

        I К4 = 4´10-3 А .

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT4

Р2 = Iк4 ´ Uк4 max = 4´10-3 ´ 2.90 = 11.6´10-3 Вт           (4.17)

По полученным значениям Uк4 max , Iк4 , Р4 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:

По статическим ВАХ выбранного транзистора находим:

h11Э4 = 208,3 Ом ,

m3 = 1 / h12Э4 = 1 /  0.034 = 29.41

        Рассчитываем ток базы VT4

        IБ4 = Iк4 / h21Э4 min = 4´10-3 / 50 = 8´10-5 А.                     (4.18)

        Ток последовательно соединенных резисторов R5, R6, R7 берем равным 5Iб4 и определяем суммарное сопротивление делителя

        Rдел = Uн / Iдел­ = 15 / (5 ´ 8´10-5) = 37500 Ом.              (4.19)

Находим сопротивления резисторов:

        R5 = 0.3 Rдел = 0.3 ´ 37500 = 11250 Ом;

        R6 = 0.1 Rдел = 0.1 ´ 37500 = 3750 Ом;

        R7 = 0.6 Rдел = 0.6 ´ 37500 = 22500 Ом.                     (4.20)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор R5 типа МЛТ- 0.125  11 кОм ±5%, резистор R7 типа МЛТ- 0.125  22кОм ±5% . Резистор R6 выбираем СП3-44 0.25Вт 3.3кОм.

        Рабочее напряжение стабилитрона VD1 определяем из соотношения

        UVD1 = 0.1 Uвх max = 0.1 ´ 22 = 2.2 В.                             (4.21)

Выбираем тип стабилитрона и выписываем его основные параметры:

        стабилитрон 2С119А;

        I VD1 = 5´10-3 А – средний ток стабилизации;

        r VD1 = 15 Ом – дифференциальное сопротивление стабилитрона.

Вычисляем сопротивление резистора R1, задавши средний ток стабилитрона (I R1 = I VD1)

        R1 = 0.9 Uвх max / I R1 = 0.9 ´ 22 / 5´10-3 = 3960 Ом.     (4.22)

Мощность, рассеиваемая на резисторе R1, равняется

        R1 = 0.9Uвх max ´ I R1 = 0.9´ 22´ 5´10-3 = 99´10-3Вт    (4.23)

В соответствии с рядом Е24 выбираем резистор типа МЛТ- 0.125  3.9 кОм ±5%.

        Определяем начальные данные для выбора транзистора VT1. Рассчитываем ток коллектора транзистора VT1

        Iк1 = Iк4 + Iб2 = 4´10-3 + 12´10-5 =412´10-5                     (4.24)

Находим напряжение коллектор-эмиттер VT1

        Uк1max = Uвх max  - UR2 + Uк4max - UVD2 = 4.1 В,                  (4.25)

где UR2 = UVD1 - Uбэ1 – падение напряжения на резисторе R2.

        Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзисторa VT1

        Р1 = Uк1max ´ Iк1 = 4.1 ´ 412´10-5 = 16´10-3 Вт.            (4.26)

По полученным значениям Uк1 max , Iк1 , Р1 выбираем тип транзистора и выписываем его параметры:

1	2	3	4	5