5.2.2. Генераторы ЛИН с токостабилизирующими элементами

Ранее указывалось, что напряжение на конденсаторе изменяется нелинейно из-за, уменьшения тока в процессе зарядки (разрядки). В соответствии с выражением (5.4) ток в цепи остается постоянным, если напряжение uR на том элементе, через который происходит зарядка, сохраняется неизменным.

Таким токостабилизирующим элементом является, в частности, транзистор, вольтамперные характеристики которого имеют пологий участок. Стабилизирующее действие особенно ощутимо при использовании транзистора в схеме с общей базой, у которого выходные характеристики iK = f(uKб) при iЭ = const (рис. 5.5) имеют в b раз меньший наклон, чем в схеме с общим эмиттером.

В схеме токостабилизирующий элемент включается последовательно с конденсатором вместо резистора, через который в предыдущих схемах проходил зарядный (разрядный) ток. По мере зарядки напряжение на конденсаторе увеличивается, а на транзисторе уменьшается. Если iЭ = const, то рабочая точка перемещается на участке А – В одной из выходных характеристик (см. рис. 5.5). При этом ток транзистора (конденсатора) на значительном участке характеристики меняется в сравнительно малых пределах.

На рис. 5.6 изображена схема генератора линейно нарастающего напряжения, реализующая изложенный принцип. На транзисторе Т2, постоянно работающем в усилительном режиме, собран стабилизатор тока, а на транзисторе Т1 – коммутирующий каскад. В исходном состоянии транзистор Т1 насыщен и за счет малого сопротивления RK uВЫХ = uC » ЕК. С поступлением входного управляющего импульса транзистор Т1 запирается и конденсатор С начинает разряжаться через стабилизатор на транзисторе Т2.

Необходимое постоянство эмиттерного тока iЭ обеспечивается отрицательной обратной связью, обусловленной наличием резистора RЭ. При уменьшении uKб (по мере разрядки конденсатора С) ток iЭ уменьшается – напряжение uRэ становится меньше, смещение uбЭ на базовом переходе оказывается более отрицательным и iЭ уменьшается в значительно меньшей степени. Благодаря этому при достаточно большом значении RЭ стабилизатор ведет себя аналогично транзистору в схеме с общей базой при iЭ = const. В результате ток коллектора (ток разрядки конденсатора) изменяется незначительно – разрядка конденсатора С осуществляется почти неизменным током, т.е. линейно.

Напряжение uRэ прикрывает переход база-эмиттер. Поэтому без источника ЕЭ транзистор работал бы при малых токах и без должного усиления. Ток эмиттера Т2  

так как ЕЭ >> | uбЭ |.

На рис. 5.7 приведена схема, на выходе которой формируется линейно падающее напряжение. В исходном состоянии транзистор Т2 насыщен и конденсатор С почти полностью разряжен. На время действия входного управляющего импульса транзистор Т2 запирается и конденсатор С заряжается через стабилизатор на транзисторе Т1 почти неизменным током. С окончанием действия управляющего импульса транзистор Т2 отпирается и конденсатор через него быстро разряжается.

Из-за постоянства тока iЭ стабилизатора потенциалы точек А и Б схемы изменяются аналогично и отличаются только на постоянное значение. Поэтому выходное напряжение можно снимать не с конденсатора (что при нагрузке уменьшило бы линейность uВЫХ), а так, как показано на рис. 5.7. Недостатком схем (см. рис. 5.6 и 5.7) является наличие специального источника смещения ЕЭ.