Уменьшение значения сопротивления Кэ возможно благодаря применению составного транзистора, использованию более мощных транзисторов с малыми значениями Кэ и Кб, увеличению тока через транзистор. Однако последнее приводит к уменьшению КПД схемы.

На рис. 2.6, б приведена схема параметрического стабилизатора с включением транзистора последовательно нагрузке. Стабилитрон VD1 в этой схеме служит источником опорного напряжения. Выходное напряжение стабилизатора

Пвых = Uct - иэБ = Uct (еСЛИ Ucr Usb).

Коэффициент стабилизации схемы

к = 5К Цвнх,

Гст + Кб + Кэ (1 + Ь21Э) Ubx

где Кк - сопротивление коллектора транзистора VT1.

Коэффициент стабилизации может быть существенно повышен при введении в схему дополнительного источника напряжения Пдоп UcT и согласующего транзистора VT1 (рис. 2.6, в).

Схемаэмиттерногоповторителяспоследовательнымвключением нагрузки применяется чаще благодаря более высокому КПД, меньшей нестабильности при изменении тока нагрузки и возможности использования транзисторов меньшей мощности.

2.1.2. Компенсационные стабилизаторы напряжения

Компенсационный стабилизатор является устройством автоматического регулирования выходной величины. Он поддерживает напряжение на нагрузке в заданных пределах при изменении входного напряжения и выходного тока. По сравнению с параметрическими компенсационные стабилизаторы отличаются большими выходными токами, меньшими выходными сопротивлениями, большими коэффициентами стабилизации. В состав компенсационного стабилизатора напряжения обычно входят следующие устройства: устройство регулирующее, устройство измерения, усилитель постоянного тока.

Устройство регулирующее УР включается последовательно или параллельно. В основном используются стабилизаторы с последовательным УР благодаря высокому коэффициенту стабилизации и более высокому КПД. Стабилизаторы с параллельным УР используются в аппаратуре, где возможны перегрузки по току и короткие замыкания в нагрузке.

Устройство измерения УИ выполняется обычно в виде резистив-ного делителя напряжения, с которого снимается часть напряжения и подается на усилитель постоянного тока УПТ (рис. 2.7), где сравнивается с опорным напряжением.

Рис. 2.7. Структурная схема компенсационного стабилизатора напряжения

При низком выходном напряжении (менее 5 В) на УПТ может подаваться полное значение выходного напряжения стабилизатора. Сигнал рассогласования усиливается УПТ и поступает на устройство регулируюпз;ее, изменяя его сопротивление. При повышении входного напряжения или снижении тока нагрузки выходное напряжение растет и приводит к увеличению сигнала обратной связи, сравниваемого с опорным напряжением. В результате сравнения в УПТ вырабатывается сигнал управления, который приводит к повышению сопротивления регулирующего устройства и, следовательно, к уменьшению выходного напряжения. При этом выходное напряжение не опускается ниже определенного уровня, т. е. устанавливается в заданном интервале значений.

Сигн£1Л обратной связи с выхода стабилизатора содержит также информацию о переменной составляющей выходного напряжения, поэтому регулирующее устройство снижает уровень пульсаций на выходе стабилизатора. Благодаря этому свойству стабилизатор непрерывного действия называют активным фильтром, который отличается от пассивного наличием полупроводниковых компонентов.

В зависимости от тока нагрузки в качестве регулирующего устройства используется один или несколько транзисторов. На рис. 2.8 показаны схемы регулирующих устройств, отличающихся количеством транзисторов и соединением их.

Минимальное падение напряжения Uypmin на регулирующем устройстве на рис. 2.8, а определяется зависимостью:

Uypmin = икЭ1нас + ПэБг,

где икэ1нас - напряжение коллектор-эмиттер транзистора VT1 в режиме насыщения;

иэБ2 - напряжение эмиттер-база транзистора VT2.

, VT1

VT3 ,

Рис. 2.8. Схемы регулирующих устройств стабилизаторов напряжения

Для регулирующего устройства на рис. 2.8,6 спргшедливо:

Uypmin = икЭ1нас + Uass + ПэБг,

где иэБЗ - напряжение эмиттер-база транзистора VT3.

В схемах регулирующих устройств на рис. 2.8, в, г, е используется дополнительный источник напряжения идоп, благодаря чему снижается минимальное падение напряжения. Для схемы на рис. 2.8, в имеем:

UyPmin = икЭ2нас + ПэБЗ.

Для схемы на рис. 2.8, г напряжение Uypmin определяется зависимостью

UyPmin = икЭЗнас

В схеме регулирующего устройства с дополнительной симметрией и стабилизатором тока СТ на рис. 2.8, д имеем: