Файл: Демирчян, Нейман, Коровкин, Чечурин. Теоретические основы электротехники.т.2.2003.pdf

èìååò è ñîïðîòèâëåíèå

R

ïð

ïðèåìíèêà âî âíåøíåé öåïè êîëëåêòîðà. Òàê êàê çíà-

÷åíèå ïîòåíöèàëüíîãî áàðüåðà ìåæäó ýìèòòåðîì è áàçîé èìååò ïîðÿäîê îäíîãî

âîëüòà è ñîïðîòèâëåíèå îáëàñòè ýìèòòåðà ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîïðîòèâëåíèåì îá-

ëàñòè êîëëåêòîðà íåçíà÷èòåëüíî, òî â öåïè ýìèòòåðà òðåáóåòñÿ íåçíà÷èòåëüíîå

íàïðÿæåíèå

U

ý

áàòàðåè.

Ïðåäïîëîæèì òåïåðü, ÷òî â öåïè ýìèòòåðà äåéñòâóåò èñòî÷íèê ïåðåìåííîãî

íàïðÿæåíèÿ

u

1

ñ ìàëîé àìïëèòóäîé è ñ âíóòðåííèì ñîïðîòèâëåíèåì

r

2

, ìàëûì

ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîïðîòèâëåíèåì îáëàñòè êîëëåêòîðà (ñì. ðèñ. 19.29). Ýòî íàïðÿ-

æåíèå èçìåíÿåò çíà÷åíèå ïîòåíöèàëüíîãî áàðüåðà ìåæäó îáëàñòüþ ýìèòòåðà è

îáëàñòüþ áàçû è ñèëüíî âëèÿåò íà çíà÷åíèå òîêà, ïðîõîäÿùåãî èç ýìèòòåðà ÷åðåç

îáëàñòü áàçû â öåïü êîëëåêòîðà. Òàê êàê òîê â öåïè êîëëåêòîðà ëèøü íåìíîãî

ìåíüøå òîêà â öåïè ýìèòòåðà, à ñîïðîòèâëåíèå â öåïè êîëëåêòîðà âåñüìà âåëèêî,

òî íà çàæèìàõ ïðèåìíèêà âîçíèêàåò ïåðåìåííîå íàïðÿæåíèå

è

2

, çíà÷èòåëüíî

ïðåâûøàþùåå íàïðÿæåíèå

è

1

.

Òàêèì îáðàçîì, òðèîä ðàáîòàåò êàê óñèëèòåëü íà-

ïðÿæåíèÿ. Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ íàïðÿæåíèÿ

a

u

=

u

2

/

u

1

ïîëó÷àåòñÿ ïîðÿäêà

äåñÿòêîâ. Êîýôôèöèåíò æå óñèëåíèÿ òîêà, ñîãëàñíî âûøåèçëîæåííîìó, ïîëó÷à-

åòñÿ íåñêîëüêî ìåíüøå åäèíèöû, ò. å.

a

i

=

i

2

/

i

1

< 1, ïðè÷åì è

i

2

, è

i

1

— ïåðåìåííûå

ñîñòàâëÿþùèå òîêîâ â öåïÿõ êîëëåêòîðà è ýìèòòåðà. Ñîîòâåòñòâåííî êîýôôèöè-

åíò óñèëåíèÿ ìîùíîñòè

a

p

= a

u

a

i

íåñêîëüêî ìåíüøå

a

u

.

Áîëüøåå óñèëåíèå ìîùíîñòè ìîæíî ïîëó÷èòü, åñëè âêëþ÷èòü èñòî÷íèê ïåð-

âè÷íîãî ïåðåìåííîãî íàïðÿæåíèÿ

¢

u

1

â öåïü áàçû, êàê ýòî ïîêàçàíî øòðèõîâûìè

ëèíèÿìè íà ðèñ. 19.29. Î÷åâèäíî, ÷òî èñòî÷íèê áóäåò òàê æå ýôôåêòèâíî èç-

ìåíÿòü çíà÷åíèå ïîòåíöèàëüíîãî áàðüåðà ìåæäó îáëàñòüþ ýìèòòåðà è îáëàñòüþ

áàçû è ñèëüíî âëèÿòü íà çíà÷åíèå òîêà â öåïè êîëëåêòîðà, òàê ÷òî êîýôôèöèåíò

óñèëåíèÿ íàïðÿæåíèÿ

a

u

ïîëó÷àåòñÿ òàêæå áîëüøèì. Íî òàê êàê òîê â öåïè áàçû

âåñüìà ìàë ïî ñðàâíåíèþ ñ òîêîì â öåïè êîëëåêòîðà, òî çíà÷èòåëüíûì ïîëó÷àåò-

ñÿ òàêæå êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ òîêà

a

i

, à ñîîòâåòñòâåííî, è êîýôôèöèåíò óñè-

ëåíèÿ ìîùíîñòè

a

p

= a

u

a

i

îêàçûâàåòñÿ ïðè ýòîì áîëüøå, ÷åì â ñëó÷àå âêëþ÷åíèÿ

ïåðâè÷íîãî èñòî÷íèêà íàïðÿæåíèÿ

è

1

â öåïü ýìèòòåðà.

Íàðÿäó ñ ðàññìîòðåííûìè áèïîëÿðíûìè òðèîäàìè ðàñïðîñòðàíåíèå íàøëè

ïîëåâûå, èëè óíèïîëÿðíûå òðèîäû, â êîòîðûõ èñïîëüçóåòñÿ íå äâà ïåðåõîäà ìå-

æäó ïîëóïðîâîäíèêàìè ðàçëè÷íîãî òèïà (ñì. ðèñ. 19.28), à îäèí (

p–n

ëèáî

n–p

)

ïåðåõîä.

Ðàññìîòðèì ïðèíöèï äåéñòâèÿ ïîëåâîãî òðèîäà ñ

p–n

-ïåðåõîäîì. Íà ðèñ. 19.31

ñõåìàòè÷åñêè èçîáðàæåí òàêîé òðèîä, â êîòîðîì

p–n

-ïåðåõîä îñóùåñòâëåí

íà ÷àñòè íèæíåé ïîâåðõíîñòè ïîëóïðîâîäíèêà

òèïà

n

ïóòåì íàíåñåíèÿ òîíêîãî ñëîÿ ïîëóïðî-

âîäíèêà òèïà

p

.

Ïðèñîåäèíåíèå òðèîäà ê âíåøíåé öåïè îñó-

ùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç ìåòàëëè÷åñêèå ýëåêòðîäû, íà-

çûâàåìûå èñòîêîì (è), çàòâîðîì (ç) è ñòîêîì (ñ).

×åðåç ïîëóïðîâîäíèê òèïà

n

ïðîòåêàåò òîê îò ñòîêà ê èñòîêó, è ýòà ÷àñòü

óñòðîéñòâà íàçûâàåòñÿ

êàíàëîì

.

Êàê ñëåäóåò èç èçëîæåííîãî â § 19.6, ïðè îòñóòñòâèè âíåøíèõ èñòî÷íèêîâ

â çîíå

p–n

ïåðåõîäà ñîçäàåòñÿ èçáûòî÷íûé çàðÿä, ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå êîòîðîãî

348

×àñòü 3. Òåîðèÿ íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ öåïåé

Ðèñ. 19.31

ÿâëÿåòñÿ ïîïåðå÷íûì ê êàíàëó è íàïðàâëåíî ñâåðõó âíèç. Îáëàñòü ðàñïîëîæå-

íèÿ îáúåìíîãî çàðÿäà îãðàíè÷åíà íà ðèñ. 19.31 ïóíêòèðíîé ëèíèé.

Ïîëåâîé òðèîä ñ ïðèñîåäèíåííîé ê íåìó âíåøíåé ýëåêòðè÷åñêîé öåïüþ èçî-

áðàæåí íà ðèñ. 19.32. Ïîëÿðíîñòü áàòàðåè

U

ç

òàêîâà, ÷òî îíà ïðåïÿòñòâóåò ïðî-

òåêàíèþ òîêà çàòâîðà, òàê ÷òî òîê

i

ç

çàòâîðà îêàçûâàåòñÿ âåñüìà ìàëûì, è èì

ìîæíî ïðåíåáðå÷ü. Íàïðÿæåíèå

U

ç

óâåëè÷èâàåò ïîòåíöèàëüíûé áàðüåð â

p–n

-ïå-

ðåõîäå, è îáëàñòü îáúåìíîãî çàðÿäà â êàíàëå òàêæå óâåëè÷èâàåòñÿ (ñì. ðèñ. 19.31).

Òîê ñòîêà, ïðîòåêàþùåãî ïî êàíàëó, è

íàïðÿæåíèå

u

2

ïðèåìíèêà

r

ïð

çàâèñÿò îò

ðàçìåðà îáëàñòè îáúåìíîãî çàðÿäà, èçìå-

íÿþùåé ïðîâîäèìîñòü êàíàëà. Ïðè èç-

ìåíåíèè íàïðÿæåíèÿ ìåæäó çàòâîðîì è

èñòîêîì, íàïðèìåð, ïðè âêëþ÷åíèè èñ-

òî÷íèêà ïåðåìåííîãî íàïðÿæåíèÿ

u

1

, èç-

ìåíÿþòñÿ ðàçìåð îáëàñòè îáúåìíîãî

çàðÿäà è ïðîâîäèìîñòü êàíàëà ìåæäó ñòîêîì è èñòîêîì. Òàê êàê ðàçìåðû îáëàñ-

òè îáúåìíîãî çàðÿäà è êàíàëà â ïîïåðå÷íîì íàïðàâëåíèè ñîèçìåðèìû, òî îòíî-

ñèòåëüíî íåáîëüøîå èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ ìåæäó çàòâîðîì è èñòîêîì âåäåò

ê çíà÷èòåëüíîìó èçìåíåíèþ ïðîâîäèìîñòè êàíàëà è íàïðÿæåíèÿ

u

2

ïðèåìíèêà,

è ïîýòîìó

a

u

>> 1.

Òàêèì îáðàçîì, óñèëåíèå ïîëåâîãî òðèîäà îáóñëîâëåíî âîçäåéñòâèåì ïîïå-

ðå÷íîãî â îáëàñòè êàíàëà ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ íà åãî ïðîâîäèìîñòü â ïðîäîëü-

íîì íàïðàâëåíèè.

Çàâèñèìîñòü òîêà

i

c

ñòîêà îò íàïðÿæåíèÿ

u

ñè

ìåæäó ñòîêîì è èñòîêîì ïðè íå-

èçìåííîì íàïðÿæåíèè

u

çè

ìåæäó çàòâîðîì è èñòîêîì èìååò âèä, àíàëîãè÷íûé

çàâèñèìîñòè

i

ê

.

Íàðÿäó ñ ðàññìîòðåííûìè ïîëåâûìè òðèîäàìè ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëè

òàêæå ïîëåâûå òðèîäû ñ èçîëÿöèîííûì ñëîåì ìåæäó ýëåêòðîäîì çàòâîðà è

ïîëóïðîâîäíèêîì êàíàëà (ìåòàëë—äèýëåêòðèê—ïîëóïðîâîäíèê), íàçûâàåìûå

ÌÄÏ-òðèîäàìè. Ñîïðîòèâëåíèå ìåæäó çàòâîðîì è êàíàëîì â òàêèõ òðèîäàõ âîç-

ðàñòàåò äî 10

8

...10

9

Îì ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå äèýëåêòðèêà îêèñëà êðåì-

íèÿ SiO

2

, òàê ÷òî òîê çàòâîðà ìîæíî ïðèíÿòü ðàâíûì íóëþ âî âñåõ ðåæèìàõ èõ

ðàáîòû.

Ïîëåâûå òðèîäû ïîçâîëÿþò ïîëó÷èòü çíà÷èòåëüíûå êîýôôèöèåíòû óñèëå-

íèÿ ìîùíîñòè âñëåäñòâèå èìåííî ìàëîãî òîêà çàòâîðà. Äðóãàÿ îñîáåííîñòü ïî-

ëåâûõ òðèîäîâ, òàêæå ñâÿçàííàÿ ñ ìàëûì òîêîì çàòâîðà è âîçìîæíîñòüþ óïðàâ-

ëåíèÿ òîêîì ñòîêà ñ ïîìîùüþ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ çàòâîðà, çàêëþ÷àåòñÿ â òîì,

÷òî âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå òðèîäà îêàçûâàåòñÿ âåñüìà áîëüøèì è èñòî÷íèê íà-

ïðÿæåíèÿ

u

1

íà âõîäå òðèîäà ðàáîòàåò â ðåæèìå õîëîñòîãî õîäà.

19.11. Ïîëóïðîâîäíèêîâûé òðèîä

êàê ýëåìåíò ýëåêòðè÷åñêîé öåïè

Íà ðèñ. 19.33,

à

ïðèâåäåíî óñëîâíîå îáîçíà÷åíèå ïîëóïðîâîäíèêîâîãî òðèîäà

ñ

p

–

ï

–

p

-ïåðåõîäàìè. Çäåñü

ý

— ýìèòòåð,

á

— áàçà,

ê

— êîëëåêòîð. Â ñëó÷àå

n

–

ð

–

n

-ïåðåõîäîâ ñòðåëêà ó ýìèòòåðà íàïðàâëÿåòñÿ â ïðîòèâîïîëîæíîì íàïðàâ-

Ãëàâà 19. Ýëåìåíòû íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé, èõ õàðàêòåðèñòèêè è ïàðàìåòðû

349

Ðèñ. 19.32

ëåíèè. Íà ðèñ. 19.34 èçîáðàæåíû òðè âîçìîæíûå ñõåìû âêëþ÷åíèÿ òðèîäà:

a

—

ñ îáùåé äëÿ âõîäíûõ è âûõîäíûõ çàæèìîâ áàçîé,

á

— ñ îáùèì ýìèòòåðîì è

â

—

ñ îáùèì êîëëåêòîðîì. Âî âñåõ ñëó÷àÿõ îäèí èç âõîäíûõ çàæèìîâ ñîåäèíåí ñ áà-

çîé, è âî âñåõ ñëó÷àÿõ îäèí èç âûõîäíûõ çàæèìîâ ñîåäèíåí ñ êîëëåêòîðîì.

Ìàòåìàòè÷åñêîå îïèñàíèå ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ â ïîëóïðîâîäíèêîâîì

òðèîäå, ìîæåò áûòü ïðîèçâåäåíî îòíîñèòåëüíî ðàçëè÷íûõ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí.

Òàêèìè âåëè÷èíàìè ìîãóò áûòü çàðÿäû, òîêè è íàïðÿæåíèÿ. Â ñîîòâåòñòâèè ñ

ìàòåìàòè÷åñêèì îïèñàíèåì áóäóò ðàçëè÷íû è ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëè òðèîäà, è

ýêâèâàëåíòíûå ñõåìû.

 ïîëóïðîâîäíèêîâîì òðèîäå

p

–

ï-

è

n

–

p

-ïåðåõîäû àíàëîãè÷íû äâóì äèîäàì,

ñîåäèíåííûì, êàê ýòî ïîêàçàíî íà ðèñ. 19.33,

á

. Íà ýòîì ðèñóíêå ïàðàëëåëüíî

ê äâóì ýêâèâàëåíòíûì ñõåìàì äèîäîâ, ïðåäñòàâëÿþùèì ïðîöåññû òîëüêî â ïå-

ðåõîäàõ ýìèòòåð—áàçà è êîëëåêòîð—áàçà, ïðèñîåäèíåíû òàêæå è äâà èñòî÷íè-

êà òîêà, îäèí èç êîòîðûõ ó÷èòûâàåò ïðîöåññ ïðîíèêíîâåíèÿ ÷àñòè íîñèòåëåé èç

ýìèòòåðíîé çîíû ñêâîçü áàçó â êîëëåêòîðíóþ (

a

N

i

ýá

), äðóãîé — àíàëîãè÷íîå ïðî-

íèêíîâåíèå ÷àñòè êîëëåêòîðíîãî îáðàòíîãî òîêà â ýìèòòåðíóþ çîíó (

a

I

i

êá

). Âå-

ëè÷èíó

a

N

íàçûâàþò êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ ïî òîêó â ïðÿìîé àêòèâíîé îá-

ëàñòè (ýìèòòåðíûé ïåðåõîä ñìåùåí â ïðÿìîì íàïðàâëåíèè, à êîëëåêòîðíûé —

350

×àñòü 3. Òåîðèÿ íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ öåïåé

Ðèñ. 19.33

Ðèñ. 19.34

â îáðàòíîì). Âåëè÷èíó

a

I

íàçûâàþò êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ ïî òîêó äëÿ ñõå-

ìû ñ îáùåé áàçîé â èíâåðñíîé àêòèâíîé îáëàñòè (ýìèòòåðíûé ïåðåõîä ñìåùåí

â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè, à êîëëåêòîðíûé — â ïðÿìîì). Ïðè àíàëèçå ïðîöåññîâ

â ïîëóïðîâîäíèêîâûõ äèîäàõ áûëî îòìå÷åíî, ÷òî ðàñïðåäåëåíèå çàðÿäà â ïîëó-

ïðîâîäíèêîâîì ìàòåðèàëå çàâèñèò îò âðåìåíè è ïðîñòðàíñòâåííîé êîîðäèíàòû.

 ñâÿçè ñ ýòèì êîýôôèöèåíòû

a

N

è

a

I

îêàçûâàþòñÿ ñëîæíûìè ôóíêöèÿìè êîì-

ïëåêñíîé ÷àñòîòû, ò. å. çàâèñÿùèìè îò âðåìåíè ôóíêöèÿìè. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî

ÿâëÿåòñÿ áîëüøèì íåäîñòàòêîì ðàññìàòðèâàåìîé ýêâèâàëåíòíîé ñõåìû, èçâåñò-

íîé ïîä íàçâàíèåì ñõåìû Ýáåðñà—Ìîëëà. Â öåëîì, ïðèâåäåííàÿ íà ðèñ. 19.33,

á

ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà, ïðèáëèæåííî ïðåäñòàâëÿþùàÿ ïðîöåññû â òðèîäå ïî ÷àñ-

òîòå, ìîæåò îïèñàòü ïðîöåññû â øèðîêîì äèàïàçîíå èçìåíåíèÿ òîêîâ è íàïðÿ-

æåíèé è ïîýòîìó ïðèãîäíà äëÿ ðàñ÷åòà öåïåé ïðè ëþáûõ (áîëüøèõ è ìàëûõ) èç-

ìåíåíèÿõ òîêîâ è íàïðÿæåíèé.

Âî ìíîãèõ óñòðîéñòâàõ ïîëóïðîâîäíèêîâûé òðèîä èñïîëüçóåòñÿ â ðåæèìå

«ìàëîãî ñèãíàëà», êîãäà ïðè áîëüøèõ ïîñòîÿííûõ òîêàõ è íàïðÿæåíèÿõ ïðîèñ-

õîäÿò îòíîñèòåëüíî ìàëûå èçìåíåíèÿ íåêîòîðûõ âõîäíûõ è âûõîäíûõ âåëè÷èí.

Äëÿ àíàëèçà òàêèõ ïðîöåññîâ öåëåñîîáðàçíî ñîñòàâëÿòü ýêâèâàëåíòíûå ñõåìû,

ïðèãîäíûå äëÿ àíàëèçà ðåæèìà «ìàëîãî ñèãíàëà».

Äëÿ òîêîâ è íàïðÿæåíèé ñõåìû (ðèñ. 19.33,

á

) èìååì

i

i

C du

dt

i

i

i

C du

dt

i

I

N

ý

ýá

ýá

ý

êá

ê

êá

êá

ê

ýá

=

+

-

=

+

-

a

a

;

,

ãäå

i

I

e

i

I

e

Ñ

Ñ e

s

q u

kT

s

q u

kT

q

ýá

ýá

êá

êá

ýá

ý

ý

ê

=

-

=

-

=

(

);

(

);

0

0

0

1

1

0

u

kT

q u

kT

Ñ

Ñ e

ý

ê

êá

ê

;

.

=

0

0

Ïóñòü

i

ý

=

i

ý0

+

D

i

ý

,

i

ê

=

i

ê0

+

D

i

ê

;

u

ý

=

u

ý0

+

D

u

ý

;

u

ê

=

u

ê0

+

D

u

ê

. Ðàçëîæèì âñå ôóíê-

öèè â ðÿä ïî ìàëîìó ïàðàìåòðó

D

u

è îãðàíè÷èìñÿ â ýòîì ðÿäå òîëüêî ÷ëåíàìè

ïåðâîãî ïîðÿäêà ìàëîñòè. Òîãäà

i

i

i

I

q

kT

e

u

C e

s

q u

kT

q u

kT

ý

ý0

ý

ýá

ý

ýá

ý0

ý0

-

=

=

æ

è

ç

ç

ö

ø

÷

÷

+

D

D

0

0

0

d u

dt

I

q

kT

e

u

I s

q u

kT

D

D

ý

êá

ê

ê0

- a

0

0

;

i

i

i

I

q

kT

e

u

C e

s

q u

kT

q u

kT

ê

ê0

ê

êá

ê

êá

ê0

ê0

-

=

=

æ

è

ç

ç

ö

ø

÷

÷

+

D

D

0

0

0

d u

dt

I

q

kT

e

u

N s

q u

kT

D

D

ê

ýá

ý

ê0

- a

0

0

èëè

D

D

D

D

i

g u

C d u

dt

i

I

ý

ý

ý

ý

0

ý

êá

=

+

- a

;

D

D

D

D

i

g u

C d u

dt

i

N

ê

ê

ê

ê

0

ê

ýá

=

+

- a

.

Ñëåäîâàòåëüíî, ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà äëÿ ìàëîñèãíàëüíîãî ðåæèìà áóäåò

èìåòü âèä, ïðåäñòàâëåííûé íà ðèñ. 19.33,

â.

 ýòîé ñõåìå ïàðàìåòðû âñåõ ýëåìåí-

òîâ ëèíåéíû îòíîñèòåëüíî ìàëûõ ñèãíàëîâ, îäíàêî çàâèñÿò íåëèíåéíî îò

u

ý

è

u

ê

.

 ýêâèâàëåíòíûõ ñõåìàõ äèîäà è òðèîäà íå ó÷òåíû ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ,

êîòîðûå èìåþò ìåñòî ïðè ïðîòåêàíèè òîêîâ â ñàìîì ïîëóïðîâîäíèêå: â çîíå

Ãëàâà 19. Ýëåìåíòû íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ öåïåé, èõ õàðàêòåðèñòèêè è ïàðàìåòðû

351

ýìèòòåðà, â çîíå áàçû è â çîíå êîëëåêòîðà. Ñîïðîòèâëåíèÿ, ó÷èòûâàþùèå ýòè

ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ, äîëæíû áûòü âêëþ÷åíû ïîñëåäîâàòåëüíî ê êàæäîìó èç çà-

æèìîâ. Ñ ó÷åòîì ýòèõ ñîïðîòèâëåíèé, íàïðèìåð, ìàëîñèãíàëüíàÿ ýêâèâàëåíò-

íàÿ ñõåìà áóäåò èìåòü âèä, ïîêàçàííûé íà ðèñ. 19.33,

ã.

Ðàññìîòðèì ðàñ÷åò ìàëîñèãíàëüíîãî ðåæèìà ïðè íèçêèõ ÷àñòîòàõ (òîêàìè

â êîíäåíñàòîðàõ ïðåíåáðåãàåì), êîãäà ýìèòòåðíûé ïåðåõîä ñìåùåí â ïðÿìîì íà-

ïðàâëåíèè (ïåðåõîä îòêðûò), à êîëëåêòîðíûé — â îáðàò-

íîì (ïåðåõîä çàêðûò). Òîãäà

D

i

ê

ìàëî, è ïîýòîìó ìîæíî

ïðåíåáðå÷ü òîêîì

a

I

D

i

êá

ñðàâíåíèþ ñ òîêîì

D

i

ý

. Ïðîâîäè-

ìîñòü

g

ê

áóäåò âåñüìà ìàëà, ò. å. áóäåò âåëèêî ñîïðîòèâ-

ëåíèå

r

ê

. Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà ìîæåò áûòü óïðîùåíà è

ïðåäñòàâëåíà â âèäå, ïîêàçàííîì íà ðèñ. 19.35.

Ðàíåå (ñì. § 19.10) áûëî óêàçàíî, ÷òî âûñîêèé êîýô-

ôèöèåíò óñèëåíèÿ ìîùíîñòè ïîëó÷àåòñÿ äëÿ ñõåìû íà

ðèñ. 19.34,

á

, òàê êàê ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò çíà÷èòåëüíîå

óñèëåíèå êàê òîêà, òàê è íàïðÿæåíèÿ. Ïîýòîìó ðàññìîòðèì ðàñ÷åò èìåííî ýòîé

ñõåìû, îáîçíà÷àÿ âñå òîêè è íàïðÿæåíèÿ ìàëûìè áóêâàìè è èìåÿ â âèäó, ÷òî âñå

ýòè âåëè÷èíû ÿâëÿþòñÿ ìàëûìè ñèãíàëàìè.

Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî òîêó

k

i

=

i

ïð

/

i

á

, êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî íàïðÿ-

æåíèþ

k

u

=

u

ïð

/

u

1

è, ñîîòâåòñòâåííî,

k

p

=

p

ïð

/

p

1

=

k

u

k

i

.

Ïðèìåíèì ìåòîä êîíòóðíûõ òîêîâ; äëÿ ýòîãî èñòî÷íèê òîêà ïðåîáðàçóåì

â èñòî÷íèê ÝÄÑ (ðèñ. 19.36). Èìååì

u

r i

r i

u

r i

r i

e

1

11 1

12 2

2

21 1

22 2

=

+

-

=

+

-

;

,

ãäå

å

=

r

m

i

ý

=

r

m

(

i

2

–

i

1

). Òîãäà

u

r

r i

r i

u

r

r i

r

r

r i

m

m

1

1

2

2

1

2

=

+

-

-

= - +

+

+ -

(

)

;

(

)

(

)

á

ý

ý

ý

ý

ê

èëè

u

r i

r i

u

r i

r i

1

11 1

12 2

2

21 1

22 2

= ¢ + ¢

-

= ¢ + ¢

;

.

Ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî åñëè çàâèñèìûé èñòî÷íèê

e

ïðåäñòàâèòü â âèäå ïàäåíèÿ

íàïðÿæåíèÿ, íàðóøèòñÿ óñëîâèå

¢ = ¢

r

r

12

21

, èáî

¢ = -

r

r

12

ý

, a

¢ = - +

r

r

r

m

21

ý

. ×èñëåííûé

àíàëèç ðåçóëüòàòîâ ïðîèçâåäåì ïðè ñëåäóþùèõ çíà-

÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ ýêâèâàëåíòíûõ ñõåì:

r

á

=

500 Îì,

r

ý

=

25 Îì,

r

ê

=

2,04

×

10

6

Îì,

r

m

= a

r

ê

=

2

×

10

6

Îì,

a =

0,98.

Ïóñòü

r

ïð

=

2000 Îì. Òîãäà, ó÷èòûâàÿ, ÷òî

r

ê

–

r

m

=

=

(1 –

a

)

r

ê

=

0,04

×

10

6

>>

r

ý

è

r

m

>>

r

ý

, ìîæåì ïðèáëèçè-

òåëüíî ñ÷èòàòü

k

i

i

r

r

r

i

=

» -

-

-

= -

×

×

-

= -

2

1

6

6

1

2 10

0 04 10

2000

52 6

a

a

ê

ê

ïð

(

)

,

, ;

k

u

u

k

u

p

=

=

=

×

»

ïð

è

1

57 18

52 6 57 18 3010

,

,

,

.

352

×àñòü 3. Òåîðèÿ íåëèíåéíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ öåïåé

Ðèñ. 19.35

Ðèñ. 19.36