Файл: Хайдуков, О. П. Электрооборудование судов учебник.pdf

Рис. 25. Характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером

коэффициент усиления транзистора по току для схемы с общим эмит­ тером:

и/6 1 — <х'

Для плоскостных триодов р= 20-М00. Схема с общим эмиттером позволяет получить большое усиление тока и мощности.

Схема (рис. 24, в) с общим коллектором по своим свойствам имеет много общего со схемой с общим эмиттером, но применяется редко.

Каждой из перечисленных схем включения транзисторов соот­ ветствует своя система характеристик. Так, например, для схемы с общим эмиттером имеются четыре семейства статических характе­

при / б = const (рис. 25, г).

С помощью этих характеристик могут быть определены пара­ метры транзисторов в различных режимах работы.

Предельно допустимые режимы работы транзисторов в усили­ тельных каскадах определяются следующими величинами: предель­ но допустимыми токами коллектора, эмиттера и базы, предельно допустимым напряжением коллектора и предельно допустимой мощностью, рассеиваемой коллектором, при которой не наблюда­

нескольких ампер, предельно допустимые напряжения на коллек­ торе до 35—80 В, допустимую мощность рассеяния без охладите­

47

ную работу при температуре окружающей среды до 30—65°С, а кремниевые — до 120°С.

Транзисторы имеют преимущества перед тиристорами с точки зрения управляемости. Действительно, сигналом управления, дей­ ствующим на управляющий электрод, можно только включить ти­ ристор. Выключение тиристора осуществляется снятием анодного напряжения. Транзистор же можно включить и выключить воздей­ ствием на управляющий электрод-базу точно так же, как ламповый триод при воздействии на сетку. Однако существующие транзисто­ ры допускают по сравнению с тиристорами значительно меньшие токи и напряжения и потому в мощных управляемых схемах при­ меняться не могут.

Транзисторы с успехом выполняют функции электронных ламп и в последнее время вытесняют их благодаря своим преимущест­ вам во многих электро- и радиотехнических установках. Они име­ ют большой срок службы, высокую надежность, высокий к. п. д. вследствие малого потребления электроэнергии, малые размеры и вес. Транзисторы невосприимчивы к вибрациям, поэтому замена ими электронных ламп в судовых устройствах просто необходима. Основные недостатки транзисторов — зависимость параметров от температуры, недостаточная стабильность, разброс параметров — с каждым годом все более устраняются.

Транзисторы широко применяются в полупроводниковых усили­ телях и генераторах, преобразователях тока и частоты, в различ­ ных схемах управления, а также в вычислительной технике.

Другие типы полупроводниковых приборов. В различных судо­ вых устройствах уже применяются и будут применяться еще в больших масштабах другие виды полупроводниковых приборов: терморезисторы, варисторы, фоторезисторы, полупроводниковые термоэлектрические приборы, датчики Холла, тензорезисторы и т. д.

Т е р м о р е з и с т о р ы (термосопротивления, термисторы) представляют собой полупроводниковые сопротивления, обладаю­ щие высокой чувствительностью к изменению температуры и отри­ цательным температурным коэффициентом сопротивления. Сопро­ тивление терморезистора изменяется по экспоненциальному закону

лирования температуры, теплового контроля и пожарной сигнали­ зации, автоматического регулирования уровня жидкостей и сыпу­ чих тел, измерения давления. С помощью терморезисторов осуще­ ствляется компенсация изменения сопротивления элементов элек­ трических цепей, возникающего из-за изменения температуры окру­

48

жающей среды. С помощью терморезисторов может осуществлять­ ся измерение сверхвысокочастотной мощности в волноводах.

В а р и с т о р ы представляют собой полупроводниковые сопро­ тивления с симметричными нелинейными вольт-амперными харак­ теристиками. Сопротивление варистора зависит от величины тока, проходящего по нему. Варисторы применяются для стабилизации на­

никовые приборы, электрическое сопротивление которых изменяет­ ся под действием лучистой энергии. Лучистая энергия, поглощае­

рый заключается в следующем. Если поместить пластину из полу­ проводника с одним типом носителей заряда, например с электро­ нами, во внешнее поперечное магнитное поле и пропустить ток вдоль нее, то, вследствие смещения движущихся носителей заря­ дов (электронов) к одной из граней пластины, возникает попереч­ ная э. д. с. Величина ее зависит от'величины индукции внешнего магнитного поля и величины тока. Датчики Холла применяются для измерения напряженностей постоянных и переменных маг­ нитных полей, а также для измерения величин тока, напряжения и мощности в электрических цепях.

§ 11. Статические преобразователи

Электромеханические преобразователи имеют существенные недостатки: большой вес и габариты, наличие вращающихся частей, необходимость в постоянном обслуживании. Кроме того, преобра­ зование электрической 'энергии в механическую, а затем механиче­ ской снова в электрическую существенно снижает к. п. д. электро­ механических преобразователей.

Этих недостатков лишены статические преобразователи, в ко­ торых преобразование энергии осуществляется непосредственным путем без промежуточных преобразований. При этом полупровод­ никовые статические преобразователи по сравнению с электроме­ ханическими и старческими ламповыми и ионными преобразовате- л-ями имеют следующие преимущества, особенно важные для судо­ вых установок: значительно меньший вес и габариты, высокий к. п. д., мгновенная готовность к работе, высокая виброустойчи­ вость и ударопрочность, простота в обслуживании, простота в раз­ мещении и монтаже и т. д.

49

входного напряжения переменного тока и выходного выпрямленно­ го напряжения, а также для преобразования числа фаз питающей системы напряжений соответственно числу фаз вентильного блока. Трансформатор позволяет также осуществлять электрическую изоляцию между входными и выходными цепями выпрямителя.

В е н т и л ь н ы й б л о к осуществляет в схеме основную функ­ цию преобразования переменного тока в постоянный. Он состоит из полупроводниковых неуправляемых или управляемых вентилей,

щихся одна от другой способом включения вентилей и схемой со­ единения обмоток трансформатора. Для упрощения рассмотрения принципа действия схем выпрямителей целесообразно сделать неко­ торые допущения, которые заключаются в следующем:

выпрямитель работает на нагрузку с чисто активным сопротив­

лением; вентили являются идеальными, т. е. можно пренебречь их пря­

мым напряжением и обратным током; активным сопротивлением и индуктивностью рассеяния обмоток

трансформатора можно пренебречь.

Однофазная однополупериодная схема выпрямления с неуправ­ ляемым вентилем. Схема (рис. 27, а) состоит из одного вентиля В, включенного последовательно с нагрузкой R в цепь вторичной об­

50