Дли определения длительности импульса определим харак тер изменения заряда в базе транзистора. Как известно, заряд в базе связан с током базы соотношением (см. § 1.6)
d Q |
, |
Q |
к |
( 8. 1) |
/V/ |
' |
- |
Общее решение этого дифференциального уравнения может быть записано в виде
t
Q = Q (0) I if, е dt\ в |
( 8.2) |
где
Q(0) — заряд в базе, накопленный за время прямого бло- кинг-процесса;
■с, — постоянная времени транзистора с общим эмитте ром.
Из эквивалентной схемы следует, что ток базы изменяется по экспоненте:
Ъ ~ |
Е Г П.Ч.11 = С Г E J .H |
постоянная времени заряда конденсатора. |
Необходимо отметить, |
что входное сопротивление транзис |
тора в режиме насыщения л,х.н весьма мало (от нескольких ом до нескольких десятков ом) и значительно меньше входного сопротивления в активном режиме. Подставляя выражение для тока базы в уравнение (8.2) и учитывая, что за время бы строго блокинг-процесса накопится весьма малый заряд Q(0) и его приближенно можно считать равным нулю, получим за кон изменения заряда в базе транзистора блокинг-генератора:
|
|
|
|
t |
ѵз |
|
|
' 6т |
|
d t |
= Абт |
|
Q |
|
V ? — |
|
|
|
|
|
“0 |
|
|
|
t |
|
t |
_£_\ |
|
|
|
"ß |
п Е К |
Т, |
— е "з |
(8.4) |
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
Временная зависимость Q изображена па рис. 8.4. Про цесс формировании вершины закончится, когда рассосется из-
Рис. 8.4
бы точный заряд в базе, т. е. когда в базе останется заряд QЗІТ, соответствующий активному режиму транзистора. Этот заряд определяется током коллектора (см. § 1.6)
Исходя из эквивалентной схемы (рис. 8.3) определим времен ную зависимость тока коллектора:
/к — пі6 -f- пиіи -f- г. |
|
F |
|
( . ) |
4- ■— — t |
• |
|
^ |
L |
|
Для определения длительности |
импульса |
/„ необходимо8 6 |
решить уравнение
Q ( О = Q «кт ( / и ) •
Приравнивая соотношения (8.4) и (8.5), с учетом формулы (8.6) получим уравнение для определения длительности им пульса tn:
пЕк |
е |
- е |
"з |
|
|
+ |
Гвх.н ’ |
|
|
Xß ~ Х 3 |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
(8.7) |
Подставив значение т3 = |
С гвх.н |
|
и произведя очевидные пре |
образования, получим уравнение |
|
|
|
|
ti'iC |
— е |
|
|
4- |
+ |
(8. 8) |
х( |
|
|
|
R'и |
|
|
|
|
|
|
|
Это трансцендентное уравнение в общем виде не решается. Графическое решение этого уравнения приведено на рис. 8.4.
Для некоторых частных случаев могут быть получены при ближенные формулы. Выведем формулу для частного случая, когда блокинг-генератор предназначен для формирования ко ротких импульсов (порядка 1—2 мкс). В этом случае
Полагая е *э ="0 и применяя разложение экспоненциальной функции в степенной ряд
из формулы (8,8) получаем
|
nßC |
|
nßC |
|
|
|
1 , t* |
(8.9) |
|
X |
|
|
|
|
|
W7 + ~ |
|
|
ß |
|
|
|
|
|
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«ßC |
|
1 |
|
|
*ß |
|
|
, |
t p |
|
Я'« |
|
|
«P СЯ'И |
(8.10) |
|
и ' |
«PC |
, |
1 |
- |
1 |
xß |
|
|
|
|
x2 |
+ |
L |
|
X |
+ nßCZ, |
|
Рассмотрим способы регулирования длительности. Увеличение емкости С и индуктивности L уменьшает ско
рости изменения токов базы и коллектора и, следовательно, скорость выхода транзистора из режима насыщения. Поэтому с увеличением С и L длительность импульса увеличивается. Это же следует из формулы (8.10). Удобным способом регули рования длительности импульса является включение в цепь базы последовательно с конденсатором С небольшого (десят ки—сотни ом) регулировочного резистора. Увеличение сопро тивления этого резистора увеличивает постоянную времени за ряда емкости С и длительность импульса.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1.Почему в начале процесса формирования вершины им пульса заряд в базе нарастает, а затем начинает уменьшаться?
2.Поясните на графике зависимости Q(t) (рис. 8.4) влия ние С и I. на длительность импульса.
§8.4. БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР
ВАВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОМ РЕЖИМЕ
НА ТРАНЗИСТОРЕ
Для получения автоколебательного режима на базу тран зистора подается отрицательное напряжение (рис. 8.5). От сутствие источника запирающего напряжения приводит к то му, что блокинг-генератор не имеет устойчивого состояния равновесия: и при открытом, и при запертом транзисторе со стояния равновесия являются квазиустойчивыми. Автоколеба тельный режим заключается в скачкообразном переходе бло- кинг-генератора из одного квазиустойчивого состояния в дру гое. Временные диаграммы напряжений изображены на рис. 8.6.
Рассмотрим кратко работу устройства. При отпирании транзистора в блокинг-геператоре происходит лавинообразный
процесс опрокидывания, в результате которого транзистор пе
|
|
|
|
|
|
реходит в режим насыщения. |
В этом режиме конденсатор С |
заряжается |
базовым током, |
напряжение на нем нарастает, |
ток |
базы |
уменьшается и формируется |
вершина |
импульса. |
В |
момент |
t\ транзистор выйдет из |
режима |
насыщения |
и произойдет обратное опрокидывание, в результате которого транзистор запрется. После запирания конденсатор С переза ряжается через базовую обмотку трансформатора, резистор Rü
и источник — Ек (интервал t\—і2). Все эти процессы анало гичны соответствующим процессам в ждущем блокинг-генера- торе и подробно описаны в § 8.2. Однако в отличие от процес сов в ждущем блокинг-генераторе конденсатор С стремится перезарядиться до напряжения — Ек. Поэтому в некоторый момент времени напряжение на базе становится равным нулю, транзистор отпирается, происходит опрокидывание и процес сы повторяются,
