Генератори імпульсів на аналогах інжекційно-польових транзисторів (ІПТ), відомих з 1973 р., одні з найпростіших генераторів, що працюють в широкому діапазоні живлячих напруг [Рл 4/97-33].

На рис. 8.1, 8.2 наведені схеми аналогів ІПТ п-і р-структури, виконані на основі спільно включених польового і біполярного транзисторів [Рл 4/97-33].

   

Рис. 8.1

   

Рис. 8.2

При малому зміщенні на базі аналога ІПТ колекторний струм біполярного транзистора невеликий. При підвищенні напруги на базі відбувається стрибкоподібне зміна стану ІПТ. Опір переходу база-емітер аналога ІПТ з непровідного стану переходить в провідний, і колекторний струм різко зростає. Пристрій може бути перетворено в релаксаційний генератор імпульсів (РГІ), якщо паралельно переходу емітер – база аналога ІПТ включити конденсатор.

На рис, 8.3 наведена схема керованого РГІ звукових частот на аналогу ІПТ. В якості времязадающего конденсатора генератора використаний пьезокерамический зумер. Зміна опору в ланцюзі бази ІПТ від 24 до 510 кОм при іпіт = 9 В викликає зміна частоти генерації від 1100 до 200 Гц, при цьому споживаний пристроєм струм зменшується з 240 до 20 мкА. Генератор працює в діапазоні живлячих напружень від 3 до 10 В,

   

Рис. 8.3

   

Рис. 8.4

Менш економічний генератор за схемою на рис. 8.4, який може працювати в діапазоні напруг живлення від 1 до 10 Б. До керуючому електроду аналога ІПТ підключена Времязадающая ланцюг (R1, С1). В якості навантаження РГІ використаний телефонний капсуль ТК-67 (ТМ-2В). Частота генерації РГІ становить 2,7 кГц при іпіт = 9 6, а споживаний струм – 10 мА.

На основі аналога ІПТ можуть бути виконані і генератори інфранизьких частот, наприклад, економічний генератор спалахів світла (рис. 8.5). При вказаних на схемі номіналах частота генерації становить 2 Гц. Оскільки генеруються імпульси досить короткі, струм, споживаний пристроєм, невеликий і коливається в межах від 20 до 120 мкА. Максимальний струм через

світлодіод обмежений високим внутрішнім опором біполярного транзистора, що входить до складу аналога ІПТ. Для зниження початкової амплітуди імпульсу струму через світлодіод і транзистор в цей ланцюг можна підключити резистор опором 200. .. 620 Ом.

   

Рис. 8.5

   

Рис. 8.6

У зв’язку з високою економічністю і граничною простотою РГІ доцільно використовувати їх в радіоелектронній апаратурі для індикації увімкненого стану (подачі напруги живлення).

На рис. 8.6 наведена схема генератора імпульсів звукового діапазону. При R1 = 910 Ом, С1 = 1 мкФ і зміні напруги живлення від 2 до 10 Б частота генерації змінюється від 5 до 500 Гц із збільшенням споживаного струму від 3 до 6 мА.

Генератор імпульсів, представлений на рис. 8.7, відрізняється підключенням времязадающего конденсатора. Генератор виробляє достатньо стабільні коливання синусоїдальної форми: частота генерації змінюється від 644 до 639 Гц при зміни напруги живлення від 3 до 10 Б, а споживаний струм – від 4 до 5,5 мА.

   

Рис. 8.7

   

Рис. 8.8

   

Рис. 8.9

На рис. 8.8 і 8.9 показана можливість використання генераторів на основі ІПТ в якості портативного малопотужного перетворювача напруги. Такі пристрої можна використовувати для подачі підвищених напруг на керовані напівпровідникові конденсатори – варикапи. Перетворювач (рис. 8.8) працює при 1) піт = 3 … 10 В (верхнє значення напруги визначається типом використовуваних напівпровідникових приладів) і дозволяє отримати 11вих = 2 (11піт-1).

Перетворювач (рис. 8.9) навантажений на високочастотний коливальний контур. При використанні котушки індуктивності від фільтра проміжної частоти радіоприймача «ВЕФ» (індуктивність 260 мкГч) генератор працює на частоті 140 … 200 кГц в діапазоні напруги живлення від 1,5 до 10 В. Цей генератор можна використовувати для створення портативного металошукача, див., наприклад, рис. 21.1, 21.6.

При підборі опору в ланцюзі бази (рис. 8.9) змінюється споживаний генератором струм, вихідна напруга і форма генерується сигналу (до синусоїдального). При 11піт = 0,7 В на виході пристрої було отримано напруга 5 В (R1 = 750 Ом, 1ПОТР = 20 мА). З підвищенням напруги живлення до 1 В вихідна напруга досягає 20 В, а при 2 В – доходить до 27 В (струм споживання – 50 мА). Економічність перетворювача зростає із збільшенням опору в ланцюзі бази.

На рис. 8.10 і 8.11 приведені схеми генераторів на аналогах ІПТ р-структури. Як випливає із зіставлення схем (див., наприклад, рис. 8.9 та 8.10 і рис. 8.4 і 8.11), способи включення аналогів ІПТ п-і р-структур тотожні способам підключення біполярних транзисторів п-р-п і р-п-р типів (зміна полярності джерела живлення). При зміні ємності конденсатора (рис. 8.11) від нуля (ємність монтажу і напівпровідникових переходів) до 0,33 мкФ частота генерації змінюється від 3,5 кГц до 200 Гц.

   

Рис. 8.10

   

Рис. 8.11

Пристрій (рис. 8.11) може бути використано в якості широкодіапазонного генератора імпульсів, найпростішого електромузичні інструменти, вимірювача ємності конденсаторів, контролю зміни ємності конденсаторних датчиків, варикапів і т.д.

Пристрій звукосветовой імпульсної сигналізації – бі-пер – призначено для індикації включення вузлів та блоків радіоелектронної апаратури. Біпер (рис. 8.12) виконаний на аналогу інжекційно-польового транзистора (транзистори VT1, VT2) [Рл 2/01-18]. Біпер генерує при включенні привертають увагу короткі синхронні звукові та світлові сигнали. Величина резистора R1 визначає тривалість звукової посилки; R2 – паузи між ними. Конденсатор С1 є елементом времязадающей ланцюга; С2 – забезпечує характерну «забарвлення» генерованого звукового сигналу. В якості зву-коізлучателя використаний телефонний капсуль ТК-67 або мікротелефонну ТМ-2В. Середній струм, споживаний пристроєм, складає 1,5 мА при напрузі живлення 6 … 15 6. Якщо зі схеми виключити світлодіодний індикатор (HL1), біпер почне працювати при напрузі живлення від 4 В.

   

Рис. 8.12

Всі розглянуті в цій главі пристрої виконані на так незиваемих негаварісторах – приладах, які мають ділянку негативного динамічного опору на вольт-амперної характеристиці. Якщо наведені на рис. 8.1 – 8.12 схеми були реалізовані на аналогах ІПТ (S-подібна ВАХ), то показання далі схеми генераторів (рис. 8.13 – 8.17) демонструють можливість використання іншого роду структур (негаварісторов) для генерації електричних коливань. Ці структури (поєднання елементів, в них входять) можуть мати принципово інше побудова, проте призначені вони для виконання близьких завдань і володіють загальною властивістю: S-або N-подібним видом ВАХ.

Звуковий генератор (рис. 8.13) зібраний на аналогу лямбда-діода і має в якості навантаження низькочастотний коливальний контур, що складається з електромагнітного капсуля ТМ-2В (індуктивність) і конденсатора С1. Генерує?. Тер виробляє коливання, за формою близькі до синусоїдальним, і споживає струм до 0,4 мА при напрузі живлення 1,5 … 2,5 В. Якщо послідовно з навантаженням генератора включити додатково високочастотний коливальний контур, пристрій перетвориться на генератор високочастотних сигналів з можливістю модуляції низькочастотними коливаннями.

   

Рис. 8.13

   

Рис. 8.14

Генератори (рис. 8.14, 8.15) дуже близькі по побудові. Для порушення цих генераторів (завдання робочої точки, в якій починається процес генерації) потрібно підбір різі-стівних елементів: R1 (рис. 8.14) і R2 (рис. 8.15).

Генератор імпульсів (рис. 8.16) виконаний за схемою симетричного мультивібратора, але транзистори включені інверсно (в «неправильної» полярності живлячих напруг) і з «обірваної» по постійному струму базою. Незважаючи на настільки екзотичне і необщепрінятое включення, пошкодження напівпровідникових елементів не відбувається. Потужність, розсіює на напівпровідникових переходах, вкрай мала, оскільки в ланцюг навантаження транзисторів включені резистори з високим опором. У такому режимі зазвичай працюють біполярні лавинні транзистори, див., наприклад, схеми прак тичного використання подібних генераторів (мал. 20.6, 20.7)

   

Рис. 8.15

   

Рис. 8.16

   

Рис. 8.17

На рис. 8.17 показана схема генератора імпульсів, виконана на тиристори (Б.Є. Алгінін). Генератор працює в області звукових частот (не вище декількох кГц) і має досить високу вихідну потужність. Тиристор можна замінити його аналогом (рис. 2.2).

   

Література: Шустов М.А. Практична схемотехніка (Книга 1), 2003 рік