可调节的模拟量。方案、说明

可调模拟电阻器。无线电电子与电气工程百科全书

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就电气参数而言，大批量生产的恐龙并不总是能满足无线电爱好者设计者的创造性兴趣。例如，没有开启电压为 5 ... 10 和 200 ... 400 V 的 dinistor。所有 dinistors 在此分类参数的值上都有显着差异，这也取决于环境温度。此外，它们设计用于相对较低的开关电流（小于 0,2 A），这意味着较小的开关功率。排除了开通电压的平滑调节，限制了二极管的适用范围。所有这一切使得无线电爱好者求助于创建具有所需参数的恐龙类似物。

很长一段时间以来，我一直在寻找这种恐龙的类似物。最初的版本是一个类似物，由一个 D814D 齐纳二极管和一个 KU202N 三极管组成（图 1）。只要模拟上的电压小于稳压二极管的稳定电压，模拟就关闭，没有电流流过。当稳压二极管达到稳定电压时，它会自行打开，打开三极管和整个模拟电路。结果，电流出现在连接模拟的电路中。该电流的值由三极管的特性和负载电阻决定。使用具有字母索引 B、V、N 的 KU202 系列三极管和相同的 D814D 齐纳二极管，进行了 32 次打开模拟晶体管的电流和电压的测量。分析表明，模拟开启电流的平均值约为 7 mA，开启电压为 14,5 ± 1 V。开启电压分布可以通过控制 pn 结电阻的变化来解释使用的三极管。

可调模拟量器

这种模拟的开启电压 Uon 可以使用简化公式计算：Uon \uXNUMXd Ust + Uy.e.，其中 Ust 是齐纳二极管的稳定电压，Ue.e。 - 三极管控制转换时的电压降。

当三极管的温度发生变化时，其控制结上的电压降也会发生变化，但变化很小。这会导致模拟的开启电压发生一些变化。以三极管KU202N为例，当其外壳温度从0℃变化到50℃时，相对于0,3℃温度下该参数值的开启电压变化在0,4～25%以内.

可调模拟量器

接下来，研究了三极管控制电极电路中带有可变电阻器 R1 的可调三极管模拟（图 2）。这种模拟变体的伏安特性系列如图 3 所示。 4、他们的发射场——如图。如图 5 所示，导通电压与电阻阻值的关系如图 1 所示。 XNUMX. 如分析所示，这种模拟的开启电压与电阻器的电阻成正比。这个电压可以通过公式Uvl.p \uXNUMXd Uct + Uy.e. + Ion.y.e * RXNUMX计算，其中Uon.p是稳压模拟的开启电压，Ion.y.e是开启电流通过控制电极对 dinistor 进行调节模拟。

可调模拟量器
图。 3

可调模拟量器
图。 4

可调模拟量器
图。 5

这种类似物几乎没有恐龙的所有缺点，除了温度不稳定性。如您所知，随着三极管温度的升高，其导通电流减小。在可调节的模拟中，这会导致开启电压降低，并且越显着，电阻器的电阻就越大。因此，不应该用可变电阻力求大幅度提高开启电压，以免恶化模拟的温度稳定性。

实验表明，这种不稳定性很小。因此，对于带有 KU202N 三极管的模拟器件，当其外壳温度在 20 ± 10 °C 范围内变化时，开启电压会发生变化：使用 1 kOhm 电阻器 - ± 1,8%。 2 kOhm - ±2,6%，3 kOhm - ±3%，4 kOhm - ±3,8%。与原始 dinistor 模拟的开启电压相比，电阻增加 1 kΩ 会导致稳压模拟的开启阈值电压平均增加 20%。因此，稳压模拟的平均开启电压精度优于 5%。

使用 KU101G 三极管的模拟温度不稳定性较小，这可以通过相对较低的开启电流 (0,8 ... 1,5 mA) 来解释。例如，在相同的温度变化下，电阻为 10、20、30 和 40 kOhm 的电阻器，温度不稳定性分别为 ± 0,6%。 ±0,7%、±0,8%。 ±1%。与没有电阻器的模拟电压相比，电阻器的电阻每增加 10 kΩ，模拟导通电压电平就会增加 24%。因此，具有 KU101G 三极管的模拟器件具有较高的导通电压精度 - 它的温度不稳定性小于 1%，而具有 KU202N 三极管的模拟器件 - 导通电压精度稍差（在这种情况下，电阻器的电阻Rt 应为 4,7 kOhm）。

当在三极管和稳压二极管之间提供热接触时，模拟的温度不稳定性可以更小，因为对于稳压大于 8 V 的稳压二极管，稳压的温度系数是正的，而温度系数三极管开路电压为负。

通过在低功率三极管的阳极电路中加入一个可变电阻器，可以提高具有强大三极管的可调模拟二极管的热稳定性（图 6）。电阻器 R1 限制了三极管 VS1 控制电极的电流，并将其导通电压提高了 1...2%。可变电阻器 R2 允许您调整三极管 VS2 的导通电压。

可调模拟量器
图。 6

这个版本的模拟在温度稳定性方面的改进可以通过以下事实来解释：随着电阻器 R2 的阻值增加，沿控制电极的模拟开启电流减小，通过阳极的开启电流增加. 并且由于在这种情况下，随着温度的变化，控制电极电流减少得更少，总模拟开启电流增加，那么对于模拟开启电压的等效增加，电阻器的电阻较低需要 R2 - 这为提高模拟的温度稳定性创造了有利条件。

为了实现这种模拟的热稳定性，三极管 VS2 的开启电流必须为 2 ... 3 mA - 大于三极管 VS1 的开启电流，以便其温度变化不会影响模拟的运行。实验表明，当其元件的温度从 20°C 变为 70°C 时，热稳定模拟物的开启电压实际上并没有改变。

这个版本的 dinistor 模拟的缺点是使用可变电阻器 R2 调节开启电压的限制相对较窄。它们越窄，三极管 VS2 的导通电流就越大。因此，为了不恶化模拟的热稳定性，有必要在其中使用具有尽可能低的开启电流的triigoras。通过使用具有不同稳压电压的齐纳二极管，可以扩大模拟导通电压调节范围。

可调节的恐龙类似物将在自动化和远程机械、松弛发生器中得到应用。电子调节器、阈值和许多其他无线电工程设备。

作者：M. Maryash，pos。 Kiropets，捷尔诺波尔地区；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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