Параметрические стабилизаторы
Постоянного напряжения
Задача: при заданных вариантом значениях 
и 
определить параметры нелинейных цепей рис. 2.1,а и б, представляющих собой параметрические стабилизаторы постоянного напряжения.
Описание исследуемых цепей и их свойств.
Простейшие схемы стабилизаторов постоянного напряжения, выполненные на основе выпрямительного диода и стабилитрона (D1), приведены на рис. 2.1,а и б. Измерительные приборы XMM1 и XMM2 используются для измерения тока и напряжения, соответственно. Резистор R1 является элементом стабилизатора, он определяет положение рабочей точки 
нелинейного элемента (рис. 2.1,в и г).
Рис. 2.1. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения:
а, б – схемы; в, г – ВАХ выпрямительного диода и стабилитрона
В схеме стабилизатора с выпрямительным диодом (рис. 2.1,а) используется слабая зависимость напряжения на диоде от величины протекающего через него тока на диффузионном участке его вольт-амперной характеристики (график 
на рис. 2.1,в). Поскольку напряжение отпирания диода 
определяется в основном только типом полупроводника и от типа выпрямительного диода почти не зависит (у кремниевых диодов 
В), напряжение стабилизации такого стабилизатора (т.е. напряжение в рабочей точке 
диода) не может быть задано произвольно.
Более широкой возможностью в выборе величины напряжения стабилизации обладают стабилизаторы на основе стабилитрона (рис. 2.1,б), работающего на участке электрического пробоя (график на рис. 2.1,г), где, как и на диффузионном участке вольт-амперной характеристики (ВАХ), наблюдается слабая зависимость напряжения на стабилитроне от величины протекающего через него тока. Промышленностью выпускается достаточно широкая номенклатура типов стабилитронов с различными напряжениями электрического пробоя 
.
|
|
|
Рабочей точкой нелинейного элемента (выпрямительного диода, стабилитрона), определяющей напряжение стабилизации стабилизатора, является точка пересечения ВАХ нелинейного элемента и нагрузочной прямой , построенной по двум точкам: 
и 
. Параметрический стабилизатор характеризуется коэффициентом нестабильности по напряжению 
и выходным сопротивлением 
:
; 
,
где – постоянное напряжение задающего источника V1; 
– относительное изменение напряжения на нелинейном элементе в районе рабочей точки, вызванное относительным изменением напряжения 
задающего источника; 
– дифференциальное сопротивление (сопротивление для приращений тока) нелинейного элемента в рабочей точке.
Поскольку 
, коэффициент нестабильности по напряжению 
, как и выходное сопротивление , в значительной степени определяется дифференциальным сопротивлением нелинейного элемента – чем меньше , тем выше качество параметрического стабилизатора.
|
|
|
Процедура исследования.
В схеме опыта рис. 2.1.а (б) подготовить мультиметры для измерения заданных величин: мультиметру XMM1 задать режим измерения постоянного (--- ) тока (I), а XMM2 – режим измерения постоянного (--- ) напряжения (V).
Включить питание схемы и снять показания амперметра XMM1 и вольтметра XMM2 ( ), внеся эти данные в табл. 2.1.
Чтобы рассчитать параметры и , необходимо найти приращение напряжения на нелинейном элементе 
при определенном изменении напряжения источника 
.
Таблица 2.1
| Схема | E, В |  , В
|  , мА
|  , %
| , Ом
|
| рис. 2.1,а | |||||
| рис. 2.1,б |
С этой целью установить напряжение источника
[В]
и измерить напряжение на нелинейном элементе ( 
), тем самым определив 
при заданном 
[В]. По выше приведенным формулам рассчитать и , заполнив соответствующие графы табл. 2.1.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 196; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!