чем всегда можно считать ток коллектора много большим суммы токов базы транзистора и делителя 1.

1.>1б + 1 (10.3)

что позволяет по вертикальной оси откладывать один ток коллектора.

На этой характеристике, так же как для стабилитрона, можно найти две граничные точки, соответствующие максимальному и минимальному режимам, и тем самым определить рабочий участок. Максимальный ток коллектора получится при Етах и /нт1п, а минимальный при Emin и /нтах (см. ТОЧКИ М И N па рис. 10.4, в).

Если в максимальном и минимальном режимах ток коллектора не выходит за допустимые для выбранного транзистора пределы, то стабилизатор будет успешно работать в определенном условиями задачи диапазоне изменений тока нагрузки и входного напряжения. Оценочные формулы для предельных режимов работы транзистора, полученные на основе такого приближенного построения,

/ктах - (-тах - ) ?з /нтш, /к min = (-min ) ?з /max,

(10.4) (10.5)

позволяют в большинстве случаев правильно выбрать транзистор и напряжение Е для заданных пределов изменения тока нагрузки.

В заключение следует сделать одно замечание. Характеристики транзистора смещаются при изменении температуры переходов. Поэтому правильную оценку пригодности выбранного транзистора и его режима можно вынести только в том случае, если графические построения выполнены и для максимальной, и для минимальной температуры переходов.

§ 10.2. Эквивалентные схемы транзисторов -

Для того чтобы воспользоваться аналитическими методами расчета, необходимо вместо характеристик транзистора применять линейные схемы замещения. Являясь справедливыми лишь для приращений токов и напряжений, они позволяют рассчитать сами от-

клонения выходных величин стабилизатора и абсолютные нестабильности. А средние значения напряжений и токов, необходимые как для расчета относительных нестабильностей, так и для определения рабочей точки нелинейного элемента, следует находить путем графических построений.

В практике используют несколько схем линейного замещения транзисторов в зависимости от решаемой задачи. Иногда предпочитают схеме формальную систему уравнений, в которой транзистор как четырехполюсник представляют матрицей из четырех параметров. Однако моделирующие схемы имеют большую наглядность, в процессе обучения удобнее пользоваться ими, а не формальными системами уравнений.

Из ряда схем, моделирующих транзистор, отдается предпочтение так называемой схеме Джиаколетто (рис. 10.5). Хотя ее использование в расчетах стабилизаторов и не сопряжено с явными выгодами в виде простоты выкладок или простоты окончательных выражений,

но ее выбор даст определенные преимущества. Во-первых, 3ta схема каи-

более применима при анализе усили-

/ J# п тельных и ряда импульсных устройств, * Т Uff ее изучение не явится дополнитель--L-1 L--1-os ным: во-втопых. она лvчшe лпугих

-0 ным; во-вторых, она лучше других характеризует частотные свойства

Рис. 10.5 транзистора в широкой области ча-

стот, что важно для исследования устойчивости стабилизатора; и, в-третьих, от нее проще перейти к эквивалентной схеме транзистора, работающего в режиме переключения.

Величины сопротивлений, входящих в моделирующую схему транзистора, зависят не только от положения рабочей точки на характеристиках транзистора, но н от температуры р- -переходов. В этой связи следует различать параметры транзистора, полученные при постоянной температуре и при температуре, следующей за изменением рассеиваемой в транзисторе мощности. Как и в случае со стабилитроном, параметры, полученные при неизменной температуре, называют параметрами для переменного тока, а другие - параметрами для постоянного тока.

Температура р-н-переходов зависит как от. количества тепла, выделяющегося в транзисторе, так и от условий отвода тепла от транзистора. Основная тепловая мощность

Р, = /,С/ (10.6)

выделяется в коллекторном переходе транзистора и отводится в окружающую среду через корпус транзистора и радиатор (тепло-отво;0-

Превышение температуры коллекторного перехода по сравнению с температурой корпуса'транзистора пропорционально тепловому сопротивлению транзистора, которое в данном случае удобнее назвать тепловым сопротивлением переход- корпус Я ,к,- .Через это сопротив-

ДейИе проходи* бся мощйость и, следовательно, разность- температур перехода t и корпуса 4 определится из соотношения

(п-дах.п.к = Рк. (10-7)

с корпуса транзистора часть тепловой мощности Ро (рис. 10.6) переходит в окружающую среду непосредственно, а часть - через радиатор. Для этих мощностей можем записать:

Р.Ро + Рг = (к- 4)/-Rx.K.c + (K- Ш/?х.и.р + /?т.р.с). (10.8)

где 4. - температуры перехода, корпуса и среды, а P.r.,j.c. Rt к р' /?х.р.с - тепловые сопротивления корпус-среда, корпус-радиатор и радиатор-среда.

Общее тепловое сопротивление переход-среда

- Px = -Rx.n.K + /?x.K.c (/?x.K.p.+ /?x.p.c)/(/?x.u.c + /?x.K.p + Px.p.c). (10.9)

Сопротивление корпус-радиатор может быть сделано достаточно малым с помощью прокладок из легко сминаемого металла или специальных теплопроводящих смазок. Сопротивление радиатор-среда опреде- р

ляется площадью радиатора S, состоя-

нием поверхности радиатора и циркуля-цией воздуха около него:

/?x.p.c=l/*xS. (10.10) h

г

В спокойном воздухе при нормальном -

давлении для черного ребристого радиатора из алюминия коэффициент теплоотдачи равен 0,8-10 Вт/см.

При большой поверхности радиатора Р^.р.с мало, и, поскольку /?т.к.с>/?х.к.р общее тепловое сопротивление

- -x/?x.n.u + /?x.u.p + /?x.p.c, ТТ0.11)

а температура перехода.транзистора

/ 4 + Лс(Рх.п.и + /?х.к.р+/?х.р.с). (10.12)

Включение нескольких транзисторов параллельно приводит к пропорциональному уменьшению сопротивлений переход-корпус и корпус-радиатор, что может существенно облегчить тепловой режим. Часто оказывается целесообразным применение большего числа транзисторов для уменьшения поверхности радиатора. Наиболее напряженным является тепловой режим транзисторов силовой цепи, поэтому именно там и применяют параллельное включение транзисторов.

Выбор поверхности радиатора производится так, чтобы температура перехода не превышала допустимую при максимально возможной температуре среды и мощности, рассеиваемой на коллекторном переходе. Анализ рассмотренной схемы теплоотдачи дает возможность не только определить допустимую мощность рассеивания транзистора, но и позволяет установить связь между параметрами транзистора для постоянного и переменного тока.