Режим насыщения

Если увеличивать ток базы, то может наступить такой момент, когда ток коллектора перестанет увеличиваться, т.к. транзистор полностью откроется, и ток будет определяться только напряжением источника питания и сопротивлением нагрузки в цепи коллектора. Транзистор достигает режима насыщения. В режиме насыщения ток коллектора будет максимальным, который может обеспечиваться источником питания при данном сопротивлении нагрузки, и не будет зависеть от тока базы. В таком состоянии транзистор не способен усиливать сигнал, поскольку ток коллектора не реагирует на изменения тока базы. В режиме насыщения проводимость транзистора максимальна, и он больше подходит для функции переключателя (ключа) в состоянии «включен». Аналогично, в режиме отсечки проводимость транзистора минимальна, и это соответствует переключателю в состоянии «выключен». Все эти режимы можно разъяснить с помощью выходных характеристик транзистора.

 

90. Постійного струму підсилювач, транзисторний або ламповий підсилювач скільки завгодно повільно змінних електричних сигналів. П. т. в. зазвичай використовують в приладах вимірювальної техніки і автоматики (у поєднанні з різного роду датчиками, наприклад фотоелементом, термопарою і ін.), при вимірі малих струмів і зарядів (так званий П. електрометрії т. в.), а також в електронних аналогових обчислювальних машинах — як операційні підсилювачі (див. Вирішальний підсилювач). При проектуванні і експлуатації П. т. в. особливу увагу приділяють зменшенню повільних змін (дрейфу) вихідної напруги або струму у відсутність вхідного сигналу, які обумовлені рядом неконтрольованих чинників: старінням елементів підсилювача, коливаннями температури довкілля і напруги електроживлення і ін.

Розрізняють П. т. в. прямого посилення і з перетворенням по частоті. Особливість П. т. в. прямого посилення (мал. 1, 2) — відсутність в ланцюгах зв'язку між підсилювальними каскадами реактивних елементів (конденсаторів, трансформаторів). У таких П. т. в., історично раніших, проблема дрейфу вирішується безпосереднім зменшенням його в кожному з каскадів підсилювача і перш за все — у вхідному. З цією метою використовують диференціальні каскади (мал. 2), в яких мінімізація різницевого дрейфу на виході досягається ретельним симметрірованієм обох плечей. У П. т. в. з перетворенням по частоті (мал. 3) проблема дрейфу вирішується шляхом перетворення (модуляції) вхідного, повільно змінного сигналу за допомогою допоміжних коливань (тобто перетворенням вхідного сигналу в сигнал на частоті допоміжних коливань з амплітудою, пропорційній амплітуді на вході), після чого перетворений сигнал посилюється бездрейфовим (з реактивними елементами зв'язку між каскадами) підсилювачем, а потім шляхом детектування (демодуляції) знов перетвориться в сигнал, що повторює форму вхідного.

Дрейфом нуля (нулевого уровня) называется самопроизвольное отклонение напряжения или тока на выходе УПТ от начального значения. Поскольку дрейф нуля наблюдается и при отсутствии сигнала на входе на входе УПТ, то его невозможно отличить от истинного сигнала.

К физическим причинам, вызывающим дрейф нуля в УПТ, относятся:

¨ нестабильность источников питания;

¨ временная нестабильность ("старение") параметров транзисторов и резисторов;

¨ температурная нестабильность параметров транзисторов и резисторов;

¨ низкочастотные шумы;

¨ помехи и наводки.

91. Загальний набір комбінацій логічних елементів задають елементи, які виконують функції І, АБО, НІ.

1. Логічний елемент І виконує функцію логічного множення. Одиниця з'являється на виході елемента І лише тоді, коли на усіх його входах будуть одиниці (схема збігу). В іншому випадку на виході логічного елемента І буде нуль. Умовне позначення логічного елемента І та його таблиця істинності показані на рис. 8.2.

2. Логічний елемент АБО виконує функцію логічного додавання. Одиниця з'являється на виході логічного елемента АБО в тому випадку, якщо хоча б на одному з його входів є одиниця (схема збору). В іншому випадку на виході логічного елемента АБО буде нуль. Умовне позначення логічного елемента АБО надано на рис. 8.3.

3. Логічний елемент НІ виконує функцію логічного заперечення. Значення сигналу на його виході є завжди протилежним значенню сигналу на його вході (схема інверсії). Умовне позначення логічного елемента НІ наведені на рис. 8.4. (кружечок о в умовному позначенні елемента говорить про те, що виконується операція інверсії сигналу).

 

92. Імпульс (від латів.(латинський) impulsus — удар-поштовх), 1) імпульс механічний, міра механічного руху; є векторною величиною, рівною для матеріальної крапки твору маси m цієї крапки на її швидкість v і направлену так само, як вектор швидкості: p = mv; те ж, що кількість руху. Для частки, рухомої з швидкістю, близькою до швидкості з світла у вакуумі, необхідно враховувати залежність її маси від швидкості:

І. володіють всі форми матерії, у тому числі електромагнітне (див. Імпульс електромагнітного поля) і гравітаційне поля. Для полів вводять вектор щільності І. (І. одиниці об'єму, зайнятого полемо), який виражають через напруженості полів, потенціали і тому подібне

2) Імпульс хвилевої, однократне обурення, що поширюється в просторі або в середовищі. Приклад такого І. — звуковий І. (звук пістолетного пострілу і ін.), який є раптовим і швидко зникаюче підвищення тиску, що дає початок фронту хвилі короткочасного підвищення тиску, що поширюється від місця обурення. Подібний одіночний І. є сукупністю складових всіх частот суцільного спектру — від найнижчих до таких, період яких близький до тривалості І. Таким звуковим І. користуються для визначення частотних характеристик приймачів, в архітектурній акустиці для виявлення ехо-камери і визначення часу реверберації в приміщеннях і ін.

Інший приклад І. хвилевого — електромагнітне обурення, що поширюється від місця швидкої зміни електричного або магнітного поля, викликаного, наприклад, потужною іскрою, блискавкою або іншим імпульсним електричним процесом. Спектр подібного електромагнітного І. також безперервний і містить всі частоти від найнижчих аж до вельми високих.

Світловий І. — це короткочасне (0,01 сік і менш) випускання світла джерелом оптичного випромінювання. Спектральний склад світлового І. визначається типом джерела, яким може служити імпульсний електричний розряд в газах, свічення, супроводжуюче вибух тонкого провідника при пропусканні через нього сильного електричного струму і так далі Мала тривалість таких І. дозволяє набути високих миттєвих значень потужності світлового випромінювання, що досягають в окремих випадках 10 ⁶ квт. Світлові І. застосовуються для дослідження швидко протікаючих процесів (наприклад, при швидкісній фото- і кінозйомці, фотографуванні слідів елементарних часток в трекових приладах), для оптичного накачування лазерів, в автоматичних пристроях з фотоелектричними каналами управління і інформації, в светосигнальной апаратурі і так далі

У фізиці і техніці зазвичай користуються І. у вигляді короткого цугу або групи хвиль. Такий І. може бути одіночним або повторюватися через проміжки часу, велика його тривалість або порівнянні з нею. У акустиці часто застосовують звуковий сигнал (І.) певної частоти, тривалість якого складає не дуже велике число (10—100) періодів. Звукові і ультразвукові І. широко застосовуються в гідроакустичних дослідженнях, зокрема для виміру глибин, в гидролокациі, а також в ультразвуковій дефектоскопії і ін.

Світлові І., що є коротким цугом хвиль, можуть випускати лазери, які працюють в імпульсному режимі. Тривалість надкоротких лазерних І. може складати 10 ^-10 і 10 ^-12 сік, а потужність — досягати мільярда квт.

Одиночний, короткочасний стрибок електричного струму або напруги називається І. струму або І. напруга (див. Імпульс електричний).

 

93. Випрямляч струму, перетворювач електричного струму змінного напряму в струм постійного напряму. Більшість потужних джерел електричної енергії виробляють струм змінного напряму (див. Змінний струм). Проте багато електричних пристроїв на міському і залізничному транспорті, в хімічній і радіотехнічній промисловості, в кольоровій металургії і ін. працюють на струмі постійного напряму (див. Постійний струм) різної напруги. У простому випадку змінний струм випрямляється вентилем електричним, проникним струм (наприклад, синусоїдальний) лише або переважно в одному напрямі. По видах вживаних вентилів Ст т. підрозділяють на електроконтакти, кенотронні газотронні, тіратронниє, ртутні, напівпровідникові і тиристори. Розрізняють схеми Ст т. однонапівперіодні, двонапівперіодні з нульовим виводом і мостові. На мал. 1, а приведена однонапівперіодна схема випрямляча однофазного струму. Основні елементи Ст т.: трансформатор Тр, вентиль В і згладжуючому фільтрі З. Напруга U ₁ , зазвичай синусоїдальне, від джерела змінного струму через трансформатор Тр подається на вентиль Ст Струм J в навантаженні R _н тече лише при позитивній полярності напруги, що підводиться, тобто при відкритому поляганні В. Конденсатор З заряджає позитивними півхвилями пульсуючого струму, а в паузах, відповідних за часом негативним півхвилям, розряджається на навантаження. Таким чином, пульсуючий струм згладжується, усереднюється.

Однонапівперіодні однофазні схеми Ст т. застосовують головним чином в малопотужних пристроях з ємкісним або індуктивним згладжуючим фільтром. Основна перевага — простота і мале число вентилів; недоліки — великі пульсації випрямленої напруги і висока зворотна напруга на вентилях (при ємкісному фільтрі).

В двонапівперіодній схемі Ст т. (мал. 1, би) застосовують трансформатор з середньою крапкою у вторинній обмотці. Завдяки такому з'єднанню обмотки з вентилями випрямлений струм формується з обох півхвиль струму. Частота пульсацій випрямленого струму при цьому зростає в два рази в порівнянні з однонапівперіодним Ст т. (так, якщо U ₁ — напруга промислової частоти 50 гц, то частота пульсації струму на навантаженні буде 100 гц), що полегшує згладжування. Мостова схема Ст т. (мал. 1, в) також двонапівперіодна, але вторинна обмотка трансформатора виконана без середньої крапки і має в два рази меншу кількість витків в порівнянні з вторинною обмоткою трансформатора на мал. 1, би. Додаткове згладжування випрямленого струму в цих схемах забезпечується індуктивно-ємкісними або резистивно-ємкісними фільтрами (див. Електричний фільтр). Вказані схеми Ст т. застосовують зазвичай в системах живлення пристроїв, в яких споживана потужність не перевищує декілька квт (радіоприймачі, телевізори, деякі пристрої автоматики і телемеханіки і ін.), і лише в окремих випадках для живлення потужних (до тисячі квт) пристроїв (наприклад, двигунів електровозів). Існують Ст т., в яких поряд з випрямленням струму здійснюється множення випрямленої напруги. Схеми з множенням зазвичай застосовують у високовольтних установках призначених для випробування електричної ізоляції, а також в рентгенівських установках, електронних осцилографах і т.п.