Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 188

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т е п л о в о е с о п р о т и в л е н и е и зо л и р у ю щ е й п р о к л а д к и м о ­

ж е т

б ы т ь р а с с ч и т а н о по ф о р м у л е [Л , 19]

 

 

R : ор =

,

° С 1 т ,

(1-73)

гд е

б' — т о л щ и н а п р о к л а д к и ,

см\

F — п л о щ а д ь

п р и л е г а ­

н и я т р а н з и с т о р а к т е п л о о т в о д у , см г\ К — к о эф ф и ц и е н т

те п л о п р о в о д н о с т и и зо л я ц и о н н о го

м а т е р и а л а ,

кал

тс*

 

 

 

 

СМ* ССгь*

vj

Н а к о н е ц ,

с л е д у е т у ч и т ы в а т ь

т а к ж е

то,

что у сл о в и я

т е п л о о т д а ч и

у х у д ш а ю т с я в р а з р е ж е н н о й

а тм о с ф е р е , что

м о ж е т б ы т ь у ч те н о с п о м о щ ью к о э ф ф и ц и е н та N ' (п ри р а б о т е в у с л о в и я х н о р м а л ь н о г о а тм о с ф е р н о го д а в л е н и я N '= 1 ).

С

у ч ето м и зл о ж е н н о г о м а к с и м а л ь н о д о п у с т и м а я м о щ ­

н о сть,

р а с с е и в а е м а я в

п е р е х о д а х т р а н з и с т о р а ,

 

 

Р доп <

^к-Р.п ^охР

Д]Г

(1-74)

 

R't -f- Ftg-\-Rt lip

гд е R 'i — т е п л о в о е с о п р о ти в л е н и е п е р е х о д о в т р а н з и с т о ­

р а ;

Rto — т е п л о в о е

с о п р о ти в л е н и е

м е ж д у

ко р п у со м т р а н ­

з и с т о р а и о к р у ж а ю щ е й ср ед о й .

 

 

 

 

 

 

О бы чно

в сп равочн и ках

п р и во д и тся

сум м арное [тепло ­

во е

со п роти влен и е

■Транзистора

 

 

+

 

 

 

В это м

м о ж н о

у б е д и т ь с я , п р о и з в е д я

р а с ч е т

по

ф о р ­

м у л е, п о л у ч е н н о й н е п о с р ед с тв е н н о и з (1 -7 4 ):

 

 

 

 

R a = Ги.р.о -

+ Л

. . Л

« .)] Р~'е-

(1-75)

гд е

Ри.с —

п р е д е л ь н о д о п у с т и м а я

м о щ н о сть, к о т о р а я

м о ­

ж е т б ы т ь р а с с е я н а в к о л л е к т о р н о м п е р е х о д е с о гл ас н о

с п р а в о ч н ы м д а н н ы м

п ри о п р е д ел е н н о й

т е м п е р а т у р е

о к р у ж а ю щ е й ср ед ы .

 

 

Е с л и

о б р а т и т ь с я к

зн ачен и ям _ R a jn^ Р к .с> приведенны м

в [Л . 19,

91], т о м о ж н о у в и д е т ь , ч то они

с о гл а с у ю т с я

с ф о р м у л о й (1 -7 5 ) д л я т р а н з и с т о р о в ти п о в П 4 , П 6 , П 8 — П И , П 1 3 , П 1 6 , П 1 0 1 — П 1 0 6 , П 4 0 1 — П 4 0 3 , П 4 1 0 , П 4 1 1, П 2 0 1 — П 2 0 3 , П 2 0 7 и П 2 0 8 . В то ж е в р е м я д л я т р а н з и ­

с т о р о в ти п о в

П 5 , П 1 2

,

П 4 0 4 — П 4 0 9

и

П 1 9 и м ее т

м есто

р а с х о ж д е н и е

н а в е л и ч и н у

R to — 1,2

— 1,5 °С /ж е т,

а д л я

т р а н з и с т о р о в

ти п о в П 2 0 9 и

П 2 1 0 п р и

о тсу тстви и

т е п л о ­

о т в о д а — н а

в е л и ч и н у

 

R to ^ 2 0 °С /вт .

 

 


К а к

с л е д у е т

иё э к с п е р и м е н т а л ь н ы х д а н н ы х

[Л . 43,

19, 91,

97, 108],

р а з н о с т ь м е ж д у т е м п е р а т у р о й

к о л л е к ­

т о р н о го п е р е х о д а и т е м п е р а т у р о й о к р у ж а ю щ е й с р е д ы и м е е т л и н е й н у ю з а в и с и м о с т ь о т р е л и ч и н ы р а с с е и в а е м о й в н ем м о щ н о сти . З а в и с и м о с т ь ж е м е ж д у к о э ф ф и ц и е н т о м

Т еп л о о тд ач и

и р а з н о с т н о й т е м п е р а т у р о й и м е е т э к с п о ­

н е н ц и а л ь н ы й

х а р а к т е р .

 

П р и

 

 

А^Р = *«.р.ц - [* „ р + (/?ft + !Æ t цР) Р л]

(1-76)

с у ч ет о м и з л о ж е н н о г о п л о щ а д ь и з л у ч е н и я т е п л о о т в о д а

F laJl = B P 1(,

(1 -7 7 )

гд е В — к о э ф ф и ц и е н т т е п л о о т д а ч и ,

с м 2/в т .

Н а ри с. 1-21 п р е д с т а в л е н а э к с п е р и м е н т а л ь н а я з а в и ­ с и м о с т ь к о э ф ф и ц и е н т а т е п л о о т д а ч и о т р а з н о с т н о й т е м ­ п е р а т у р ы п р и с в о б о д н о й к о н в е к ц и и о к р у ж а ю щ е г о в о з д у ­ х а , а т а к ж е п р и п р и н у д и т е л ь н о м в о з д у ш н о м о х л а ж д е н и и (с к о р о с т ь п о т о к а 3 00 м /с е к ) . С л е д у е т и м е т ь в в и д у , что по ф о р м у л е (1 -7 7 ) о п р е д е л я е т с я с у м м а р н а я п л о щ а д ь т е п л о о т в о д а , о т к р ы т о г о с д в у х с то р о н .

У д о б н о й д л я п р а к т и ч е с к и х р а с ч е т о в п л о щ а д и т е п л о ­

о т в о д а я в л я е т с я т а к

ж е ф о р м у л а [Л .

45]

 

F m a = =

В' [/к.р.п — (С * +

Л с В Д ’

(1 ' 78)

гд е В ' — к о э ф ф и ц и е н т т е п л о о т д а ч и .

Д л я м а т о в о й ч е р н о й п о в е р х н о с т и п р и н о р м а л ь н о м а т м о с ф е р н о м д а в л е н и и и с в о б о д н о й к о н в е к ц и и в о з д у х а В '= (1 ,2 — 1 ,4 ) . 1 0 - 3 в т /с м 2 • °С .

П р и п р и м е н е н и и в о д я н о г о и л и м асл -ян о го о х л а ж д е ­ н и я м о щ н о с т ь р а с с е я н и я м о ж е т б ы т ь у в е л и ч е н а в 2 — 3 р а з а [Л . 58].

Е с л и ти п и р а з м е р ы т е п л о о т в о д а в ы б р а н ы , то д о п у ­ с т и м а я м о щ н о с т ь р а с с е я н и я в п е р е х о д а х т р а н з и с т о р а

Р

С Р

^в-Р.п

^окр

/1 7Q\

^К.ДОЦ^ ^КС

f

on •

\ l "lU)

 

 

*К.р.П

 

 

С у щ е с т в е н н ы й э ф ф е к т в у л у ч ш е н и и т е п л о в о г о р е ж и ­ м а т р а н з и с т о р о в м о ж е т б ы т ь д о с т и г н у т п р и п р и м е н е н и и

п о л у п р о в о д н и к

о в ы х

о х л а ж д а ю щ и х э л е м е н т о в [Л .

29,

15}.

О д н а к о они н е

н а ш

л и ш и р о к о г о р а с п р о с т р а н е н и я

в с

л е д -

38


ств и е с л о ж н о с т и а в т о м а т и ч е ­

с м У 6 т

 

 

 

 

 

 

£

 

 

 

 

 

 

ск о го р е г у л и р о в а н и я р е ж и ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м а р а б о т ы х о л о д и л ь н ы х э л е ­

Ti

 

 

 

 

 

м ен то в п о д в о зд е й с т в и е м к о ­

 

 

 

 

*

л е б а н и й т е м п е р а т у р ы п е р е ­

 

 

 

 

 

 

 

х о д о в с п а р е н н ы х с

н им и

 

 

 

 

■w

 

—1

т р а н з и с т о р о в

 

(п о

 

св о ем у

 

 

 

 

**

 

 

у с т р о й с т в у п р и б о р ы п о д о б ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

н о го т и п а п р е д с т а в л я ю т с о ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•%

 

 

бой

т е р м о с т а т ы ,

о с н а щ е н ­

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н ы е с п е ц и а л ь н ы м и п р и б о р а ­

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

м и

а в т о м а т и к и

,[Л.

2 9 ]),

а

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т а к ж е

и з - з а

 

с р а в н и т е л ь н о

О

20

 

Ь

60

М

вС

б о л ь ш о г о п о т р е б л е н и я э н е р ­

 

 

 

 

 

 

 

 

гии

о т

и с то ч н и к о в

п и т а н и я

Рис. 1-21. Зависимость коэф­

(0 ,3 — 0,6

в т

н а

х о л о д и л ь н ы й

фициента

теплоотдачи

от

раз­

э л е м е н т

п ри

р е г у л и р о в а н и и

ностной

температуры.

 

 

в и н т е р в а л е

 

т е м п е р а т у р

до

----------

при

свободной

конвек­

+ 6 0 ° С ) .

 

 

 

 

 

 

 

ции

окружающего

воздуха;

 

 

 

 

 

 

 

-----------при

принудительном

ВОЗ­

С л е д у е т

и м еть

т а к ж е

в

ДУШНОЙ! охлаждении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ви д у , ч т о т е р м о с т а т и р о в а н и е и п р и м ен е н и е х о л о д и л ь н ы х э л е м е н т о в не у с т р а н я ю т не-

о б х о д и м о с ти п р и н я т и я м ер д л я о с л а б л е н и я в л и я н и я п р о и зв о д с т в е н н о г о р а з б р о с а п а р а м е т р о в тр а н зи с т о р о в , к о л е б а н и й п и та ю щ и х то к о в и н а п р я ж е н и й и т. п.

Г л а в а в т о р а я

О Ц Е Н К А О Ж И Д А Е М О Г О Р А З Б Р О С А П А Р А М Е Т Р О В Т Р А Н З И С Т О Р О В П Р И В О З Д Е Й С Т В И И О С Н О В Н Ы Х

Д Е С Т А Б И Л И З И Р У Ю Щ И Х Ф А К Т О Р О В

2-1. ИСХОДНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ

К а к у ж е о т м е ч а л о с ь , н е с м о т р я н а п р и м е н е н и е д л я р а с ­ ч е т а п а р а м е т р о в у с тр о й с тв н а т р а н з и с т о р а х с р а в н и т е л ь ­

но с о в е р ш е н н о го а н а л и т и ч е с к о г о а п п а р а т а ,

то ч н о сть п о ­

л у ч а е м ы х р е з у л ь т а т о в

все ,ж е зн а ч и т е л ь н о

х у ж е д о с т и ­

г а е м о й

п ри р а с ч е т е

с о о тв ет с тв у ю щ и х у с тр о й с тв н а

э л е к т р о н н ы х л а м п а х .

 

 

Э т о

о б у с л о в л е н о в п ер в у ю о ч ер е д ь с л о ж н о с ть ю уч е ­

т а к о м п л е к с н о г о в о зд е й с т в и я б о л ьш о го ч и сл а д е с т а б и л и - 39


зи р у ю щ и х ф а к т о р о в , с у щ е с т в е н н ы м о б р а з о м в л и я ю щ и х н а п а р а м е т р ы т р а н з и с т о р о в .

П о г р е ш н о с т и , д о п у с к а е м ы е п р и с у щ е с т в у ю щ е м п о д ­ х о д е к у ч е т у в л и я н и я э т и х ф а к т о р о в н а п а р а м е т р ы т р а н ­ зи с т о р о в , в з н а ч и т е л ь н о й м е р е о п р е д е л я ю т н а б л ю д а е м о е р а с х о ж д е н и е м е ж д у р е з у л ь т а т а м и р а с ч е т о в и э к с п е р и ­ м ен то в .

В н а с т о я щ е е в р е м я и м еется , б о л ь ш о е ч и с л о п у б л и к а ­ ц и й , с о д е р ж а щ и х о п ы т н ы е д а н н ы е о з а в и с и м о с т и п а р а ­ м е т р о в т р а н з и с т о р о в о т о т д е л ь н ы х д е с т а б и л и з и р у ю щ и х ф а к т о р о в п р и ф и к с и р о в а н н ы х з н а ч е н и я х и н т е н с и в н о с т и о с т а л ь н ы х в о зд е й с т в и й . Т а к , н а п р и м е р , д о с т а т о ч н о х о р о ­ ш о и з у ч е н а з а в и с и м о с т ь п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в о т т е м п е р а т у р ы п р и ф и к с и р о в а н н ы х з н а ч е н и я х к о л л е к т о р ­ н о го т о к а и н а п р я ж е н и я , з а в и с и м о с т ь и х о т т о к а к о л л е к ­ т о р а п р и п о с т о я н н о й т е м п е р а т у р е и н а п р я ж е н и и т а

к о л л е к т о р е и т. п.

[Л . 19, 91,

92, 108].

П о л у ч е н и е ж е

о п ы т н ы м

п у т е м с о о т в е т с т в у ю щ и х

о б о б щ е н н ы х з а в и с и м о с т е й к р а й н е з а т р у д н и т е л ь н о и, по- в и д и м о м у , б е с п е р с п е к т и в н о и з - з а о г р о м н о г о ч и с л а в о з ­ м о ж н ы х в а р и а н т о в и с о ч е т а н и й .

В то ж е в р е м я , к а к п о к а з а н о в г л а в е п е р в о й , и м е ю т с я п р е д п о с ы л к и д л я п о л у ч е н и я о б о б щ е н н ы х а н а л и т и ч е с к и х п р е д с т а в л е н и й з а в и с и м о с т е й п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в о т о с н о в н ы х д е с т а б и л и з и р у ю щ и х ф а к т о р о в . Э ти п р е д п о ­ с ы л к и о с н о в ы в а ю т с я н а т о м , ч то п р и о б щ н о с т и т е х н о ­ л о ги и п р о и з в о д с т в а и ф и з и ч е с к и х с в о й с т в м а т е р и а л о в , и з к о т о р ы х и з г о т а в л и в а ю т с я р -п и п -р п е р е х о д ы , с о п р о ­ т и в л е н и я э м и т т е р а , б а з ы и к о л л е к т о р а , а т а к ж е е м к о с т и п е р е х о д о в и х а р а к т е р и с т и ч е с к и е п а р а м е т р ы т р а н з и с т о ­ р о в р а з л и ч н ы х т и п о в и м е ю т п р и м е р н о и д е н т и ч н ы е з а в и ­ си м о с т и о т с о о т в е т с т в у ю щ и х д е с т а б и л и з и р у ю щ и х ф а к ­ то р о в .

Е с т е с т в е н н о , ч то д л я в о з м о ж н о с т и с р а в н е н и я п р и б о ­ р о в , р а з л и ч а ю щ и х с я п о м о щ н о с т и , п р и о б о б щ е н н о м п р е д с т а в л е н и и д о л ж н ы и с п о л ь з о в а т ь с я п о к а з а т е л и , о т р а ­ ж а ю щ и е о т н о с и т е л ь н ы е и з м е н е н и я с о о т в е т с т в у ю щ и х п а ­ р а м е т р о в .

В о б щ е м с л у ч а е з а в и с и м о с т ь п а р а м е т р о в т р а н з и с т о ­ р о в о т о с н о в н ы х д е с т а б и л и з и р у ю щ и х ф а к т о р о в м о ж е т б ы т ь п р е д с т а в л е н а в в и д е

Т Г = * .(< .

8„р. в „ ) ,

(2-1)