RC 回路のタイミングにミラー効果を使用する。スキーム、説明

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RC 回路のタイミングにおけるミラー効果の使用。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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一定期間のパルス整形器 (タイマー、ジェネレーターなど) では、タイミング RC 回路がよく使用されます。その動作は、抵抗を介したコンデンサーの充電と放電に基づいています (図 1、a)。定電圧 U0 が RC 回路の入力に印加され、グラフ (図 1、b) に示すように、抵抗 R1 を介してコンデンサ C1 の充電が始まります。この場合、コンデンサ C1 の電圧 UC1 は指数関数的に増加し、その値はいつでも式 UC1(t)=U0(1 - et/R1-C1) で求められます。

RC回路のタイミングでミラー効果を使用する

理論的には、コンデンサが電圧 Uo まで充電されることはないため、特定の値まで充電する時間を決定するのが通例であることに注意してください。充電時間の尺度として、時定数 τ = R1・C1 が使用されます。これは、UC1 が値 Uo (1 - 1/e) に達するまでの間隔です。コンデンサが放電されると、プロセスは逆の順序で進みます。

発電機、タイマー、およびその他の同様のデバイスを構築する場合、RC 回路はさまざまなトランジスタデバイス、オペアンプコンパレータなどに接続され、これらは何らかの形で充放電プロセスに影響を与えます。影響を無視できるようにするには、これらのデバイスによって引き出される電流がコンデンサの充電電流の少なくとも XNUMX 分の XNUMX 未満でなければなりません。

時定数を大きくするには、より大きなコンデンサまたはより大きな抵抗を選択する必要があります。前者の場合、コンデンサの寸法と漏れ電流が増加します。 XNUMX つ目では、充電電流が減少し、コンデンサや接続されたデバイスの漏れ電流の時定数への影響が増加します。

ミラー効果はこの状況に役立ちます。その本質は次のとおりです。静電容量 C2 のコンデンサが利得のある電圧増幅器の負帰還回路 (図 1) に含まれている場合、そのような回路の等価静電容量は Ky 倍になります: Сeq = С1・Кy。増幅段、特に高周波では、この影響に対処する必要がありますが、ここでは役に立ちます。

RC回路のタイミングでミラー効果を使用する

抵抗Ｒ１に流れる電流は、トランジスタＶＴ１のコレクタ電流とコンデンサＣ１の充電電流とに分岐する。この場合、充電電流の大部分はトランジスタのエミッタ接合を通って流れます。トランジスタのベース電流はコレクタ電流の h1E 倍小さいため (h1E はトランジスタのベースの静電流伝達係数です)、コンデンサの充電電流はコンデンサを流れる電流のほぼ同じ倍になります。抵抗R1。

説明したノードでは、高い透過係数、低いコレクタ逆電流、および低いコレクタ電流で動作する能力を備えたトランジスタ（たとえば、任意の文字インデックスを持つ KT3102、KT3130）を使用する必要があります。

抵抗値 1 kΩ (公差 ±300%) の抵抗 R2、電圧 100 V で公称値 16 μF の酸化タンタルコンデンサ (実際の静電容量は約 120 μF)、および KT3130B-9 の場合トランジスタの場合、実験的に決定された時定数は 380 秒であることが判明しました。トランジスタを備えない同じ素子では、時定数は 39 秒でした。したがって、トランジスタの使用により、時定数が約 10 倍増加しました。

図で考慮したノードを使用する実際の例として、図 3 は、一定時間後に強力な負荷を電源に接続するタイマーの図を示しています。スイッチング電界効果トランジスタ VT2 は、制御された「接点ペア」として使用されます。コンパレータは、正の OS を備えた OS DA1 に組み込まれています。

RC回路のタイミングでミラー効果を使用する

最初の瞬間、コンデンサ C1 は放電され、オペアンプの出力は電源電圧に近い電圧になります。このため、電界効果トランジスタが閉じられ、負荷は非通電になります。

コンデンサ C1 が充電されると、トランジスタ VT1 のコレクタの電圧が増加し、コンパレータの非反転入力の電圧を超えるとスイッチが入ります。出力電圧はほぼゼロに減少し、電界効果トランジスタが開きます。

再起動するには、ボタン SB1 を短く押します。図に示されている素子のタイプ定格では、遅延時間は約 10,5 分です (VT1 トランジスタなしの場合 - 約 1 分)。トランジスタを入力インピーダンスの高いオペアンプに置き換えると、遅延時間がさらに増加する可能性があります。

著者: I. Nechaev、クルスク

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