При малой выходной проводимости стабилизатора нестабильность AfJAEi получается также малой.

При определении нестабильности выходного тока, обусловленной изменениями опорного напряжения и напряжения питания стабилитрона учтем, что сопротивление резистора всегда выбирают таким, где первый член числителя дроби, являющийся коэффициентом при (NiEi + Л/эД£э) в (10.39), оказывается намного больше остальных. Это дает право записать (10.39) в виде

А/ ( + /?/н ?вых)(Л^2АН2 + Л/эА£э) ?э. (10.46)

В выкладках [deti] принят равным (1 + Р)/?э/(&бёкэ)-Таким образом, нестабильности по напряжению стабилитрона и по напряжению подпитки:

AIJAE.NJRI/R .

AIJAE, NJR, n/UR + п) R,]. -

Последняя нестабильность значительно меньше, чем по Е,. Простое выражение для нестабильности по напряжению стабилитрона, которое

Рис. 10.13

получено ранее, четко иллюстрирует принцип работы данного стабилизатора тока. В схеме стабилизируется ток эмиттера транзистора, протекающий по сопротивлению R а ток коллектора, являющийся током нагрузки, мало отличается от тока эмиттера.

Значения коэффициентов нестабильности, найденные для простейших схем стабилизаторов напряжения и тока, являются -не только иллюстрацией метода определения коэффициентов нестабнльностей, но и служат основой для расчета показателей ряда схем. Например, их можно использовать для определения нестабильности по входному напряжению схемы стабилизатора рис. 10.1, а, в которой нет источника Е2. Источник Еу схемы рис. 10.1, а используется и как источник Еу, и как источник Е2 схемы рис. 10.1,6, поэтому коэффициент нестабильно-Сти по Еу для стабилизатора рис. 10.1, а будет равен сумме коэффициентов нестабильности АИ/АЕу и AU/AE для стабилизатора рис. 10.1, б.

Другим примером использования полученных результатов служит нахождение коэффициентов нестабильности для стабилизаторов с уси-лителями. Проведем расчеты для стабилизатора напряжения. Обоб-1денная схема такого стабилизатора (рис. 10.13, а) содержит силовой

транзистор Tl, усилитель с входным Сопротивлением г^у, выходным сопротивлением г^у и коэффициентом усиления ky-, источник опорного напряжения Ео ; делитель цепи сравнения, состоящий из резисторов Rl и Ri, источник, подпирающий выход усилителя Е^.

Напряжение др, включенное на входе усилителя, учитывает как временной, так и тепловой дрейф транзисторов усилителя. Преобразуем цепь сравнения так, как показано на рис. 10.13, б, т. е. введем второй источник напряжения U. Такая замена допустима, так-как ток, потребляемый цепью сравнения, много меньше тока нагрузки. Вместе с тем такое преобразование превращает цепь сравнения в отдельное самостоятельное звено, не связанное гальванически с силовой цепью стабилизатора. Во введенной цепи сравнения можно источник U сопротивления R и R заменить эквивалентным двухполюсником и тогда она превратится в простейшую одноконтурную (рис. 10.14; а).

Для этой одноконтурной цепи получим

= (£др + Д£<. )Л^о + Д^Л^с- (10.48)

Здесь Gi = l/Ri, Gi = l/R, giy = l/ry - проводимости, состав-Рис. 10.14 ляющие цепь сравнения. Теперь

обратимся к выходной цепи усилителя. Ее тоже с помощью теоремы об эквивалентном генераторе можно представить в виде эквивалентного двухполюсника (рис. 10.14, б). В этой цепи г, = l/igiy + Gy); Ny = gy/igy + G); = Gy/(giy + Gy).

Если полученный двухполюсник совместить с моделирующей схемой транзистора силовой цепи, то по своему начертанию схема получится эквивалентной схеме рис. 10.11,6. Только вместо сопротивления г/э включено сопротивление г^, а вместо источника э. д. с. NAE включен источник NykyAU + NyAE.

Поэтому можно получить соотношение нестабильностей из (10.29), производя в нем замену на и NAE на NykyAUx + NyAE -f + At/т-

Поскольку ряд упрощений в окончательных выражениях будет таким же, какие были проведены с коэффициентами в (10.29), то проведем указанную подстановку не в само соотношение (10.29), а в его упрощенный вариант. Используя введенные ранее коэффициенты нестабильности, соотношение (10.29) можно представить в виде

AUAEikEi,-AI,RB ,r + {NiAEi + N,AE,), (10.29)

где Ueit и /?вых т - показатели стабилизатора без усилителя. Выполнив замену, получим

AU я AEikE 1, - Д/ Реь.хх + NiAEi + NykyNgE,p +

+ NykyNoAE + NykyN,AU + NyAE, + AU,. (10.49)

Поскольку в правой части в результате подстановки появился член, пропорциональный At/, то выражение (10.49) определяет изме-., нения выходного напряжения в неявной форме.

Соотношение, определяющее Д[/ в явной форме, полученное из (10.59), имеет вид

A£ife£iT - Д/н/?выхт+/У2Д£2+ NykyNpEp + JVyfeyJVoA£o + /УуЛД + At/т

(10.50)

В этом выражении произведение NykyN характеризует эффективное усиление в цепи обратной связи. Поступая так же, как в (10.31), находим для стабилизатора с усилителем в цепи обратной связи выходное сопротивление

RfiblX ~ -выхт

lil+NykyNc); (10.51)

нестабильность по входному напряжению

kEi==kEiJ{\+NykyN,); . . (10.52) нестабильность по напряжению источника Е„

kB = Ny/{\+NykyNc)l/{kyN,y, - (10.53)

нестабильность по дрейфу силового транзистора

kurAU/AU,= l/{l+NykyNc); (10.54)

нестабильность по напряжению питания усилителя

kE2 = NJil+NykyNcy, - (10.55)

нестабильность по дрейфу усилителя

ядр = Д^ £др = NykyNJil + NykyNc) NjNc = (Gi + GVGy, (10.56) и нестабильность по опорному напряжению

kBon = NykyNj{\ +NykyN,) = {Gi + G2)/Gx. (10.57)

Первые пять коэффициентов из-за введения усилителя в цепь обратной связи уменьшились весьма существенно, так как величина NykyN значительно больше единицы. Нестабильность по дрейфу усилителя и опорному напряжению из-за введения делителя напряжения в цепь сравнения получилась больше единицы.

Таким образом, введение усилителя в цепь обратной связи сделало незначительными влияние всех дестабилизирующих факторов, кроме дрейфа нуля усилителя и дрейфа опорного напряжения. Поэтому построение качественного стабилизатора напряжения должно основываться на получении усилителя с малым дрейфом и высокостабильного опорного источника. Аналогичные результаты при введении усилителя в цепь обратной связи получаются и у стабилизатора тока.

Выкладки для схемы стабилизатора с параллельным включением транзистора (рис. 10.15, а) значительно упростятся, если пренебречь проводимостью бк- Такое пренебрежение в данном случае допустимо.