Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
В радиостанции NorCal 4OA используются четыре различных типа диодов. Но в настоящем издании будет рассмотрен только принцип их действия в конкретной схеме, детальное описание работы диодов вы найдете в любой книге по твердотельным (полупроводниковым) приборам.
Дополнительно к кремниевым диодам 1N4148 в схеме используются диоды Шоттки (1N5817), в которых рабочей зоной является контакт между металлом и полупроводниковым материалом - кремнием. Диоды Шоттки имеют очень маленькое прямое падение напряжения, порядка 0,2 В, что значительно уменьшает мощность рассеяния при больших прямых токах. Диоды Шоттки используются в схеме радиостанции, чтобы предотвратить попадание отрицательного напряжения источника питания в радиочастотную цепь, что может вывести из строя отдельные элементы (рис. 2.15а). Если напряжение положительно, то ток проходит через диод с незначительными потерями.
Но если напряжение отрицательно, то диод закрывается, и ток в схему прибора не поступает. Наряду с описанными типами диодов используется стабилитрон -диод, имеющий точное значение напряжения пробоя (напряжение стабилизации).
fsT] 2. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
Диод Шоттки
Радиостанция
Транзистор передотчика
<
2І Стабилитрон
б)
Рис. 2.15. Защита схемы радиостанции от отрицательных напряжений с помощью диода Шоттки (а) и защита транзистора от высоких значений прямого напряжения с использованием стабилитрона (б)
Примечание к рис. При изображении стабилитрона в принципиальных схемах на катоде ставятся небольшие черточки, указывающие, что диод проводит ток в обоих направлениях.
Ha этом участке BAX (в области обратных напряжений) напряжение на диоде остается практически постоянным при значительных изменениях тока, протекающего через диод. Параллельно выходу транзистора передатчика (рис. 2.156) включен стабилитрон 1N4753A с рабочим напряжением 36 В. С помощью этого диода на схему подается стабилизированное напряжение питания транзистора 36 В, что обеспечивает расчетный режим его работы.
Четвертым типом применяемых диодов является варактор. Варактор (или варикап) работает при отрицательных значениях напряжения и используется в качестве конденсатора, емкость которого зависит от приложенного напряжения. В схеме используются варикапы MVAM108 фирмы Motorola для управления частотой, на которой работает радиостанция.
Чаще всего диоды применяются для преобразования синусоидального переменного напряжения в постоянное напряжение, которое необходимо для питания большинства электронных схем. Этот процесс называется выпрямлением. Схема выпрямителя приведена на рис. 2.16а. Диод закрыт, когда к нему приложено отрицательное напряжение, в силу чего отрицательная часть синусоидального напряжения не проходит по цепи (рис. 2.166).
Такой тип выпрямления получил название однополупериодное выпрямление.
На рис. 2.17 приведена схема, которая восстанавливает отрицательную полуволну переменного напряжения вместо того, чтобы отсекать ее.
V
а
б)
Рис. 2.16. Выпрямление переменного напряжения источника питания с помощью диода (а) и вид выпрямленного напряжения (б)__
2.9. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ J57
Вопрямитель (мостоВоя схемо)
' t
а) б)
Рис. 2.17. Мостовая схема выпрямления переменного напряжения (а) и вид выпрямленного напряжения (6)
Здесь используются четыре диода, включенные по мостовой схеме. Следует отметить, что даже во втором случае выпрямления форма постоянного напряжения остается все еще достаточно пульсирующей, поэтому в большинстве схем используются конденсаторы для сглаживания выходного напряжения.
2.9. Катушки индуктивности
В катушках индуктивности напряжение пропорционально первой производной тока по времени. Для обозначения катушек индуктивности в принципиальных схемах используется спираль, показанная на рис. 2.18а. Коэффициент пропорциональности называется индуктивностью, единицей измерения которой является генри (Гн).
11
S
а) б) в)
Рис. 2.18. Обозначение катушки индуктивности на принципиальных схемах (а), последовательное (б) и параллельное (в) включение катушек индуктивности
Для обозначения индуктивности в уравнениях традиционно используется буква «L»:
U = LI' (2.46)
Появление напряжения на выводах катушки индуктивности обусловлено тем, что в результате прохождения электрического тока в обмотках катушки возникает переменное магнитное поле, которое в соответствии с законом Фарадея и индуцирует напряжение. Для анализа последовательного включения катушек индуктивности (рис. 2.18а) удобнее представить формулу в следующем виде:
т U
L=V (2.47)
рЙГ] 2. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
При последовательном включении катушек индуктивности проходящий через них ток одинаков. Это означает, что величина первой производной тока (Ґ) одинакова для всех катушек. Общее напряжение является суммой напряжений на отдельных катушках индуктивности. Следовательно, полная индуктивность будет равна сумме индуктивностей отдельных катушек:
Ь = ХЦ (2.48)
Данное выражение по своей структуре напоминает ,формулу для случая последовательного включения резисторов. Для анализа цепи с параллельным включением катушек индуктивности (рис. 2.18в) удобно использовать обратную величину индуктивности, полученную из выражения (2.47):
