Для живлення різних радіоелектронних пристроїв на цифрових мікросхемах часто потрібні джерела живлення з різним вихідним напругою, для мікросхем ТТЛ – 5 В ± 5%, ЕСЛ – 5,2 В ± 5%, а для КМОП-9 В ± 10%. Для цих цілей використовують стабілізатори напруги на транзисторах, що веде до збільшення числа деталей, розмірів всього пристрою і зниження його економічності. При конструюванні такої апаратури деякі елементи мікросхем нерідко залишаються невикористаними. Тим не менш вони все одно споживають енергію (за винятком елементів КМОП). Між тим ці елементи можна з успіхом використовувати в складі лінійного стабілізатора напруги, скоротивши, таким чином, загальне число транзисторів або поліпшивши показники стабілізатора.

Схема такого стабілізатора напруги із застосуванням елемента ТТЛ наведена на рис. 93 [11]. У ньому немає традиційного стабілітрона, ефект стабілізації здійснюється за рахунок специфічного режиму роботи логічного елемента, про що вже говорилося раніше. Елемент DD1.1 виконує функції пристрою, що порівнює, a DD1.2 і DD1.3 працюють як підсилювачі напруги постійного струму. Для узгодження потужного вихідного регулюючого транзистора ѴТІ з елементом служить транзистор ѴТ2. Для стійкої роботи стабілізатора в ньому застосована місцева ООС по високій частоті через конденсатор С1.

Основні параметри такого стабілізатора:

  • напруга стабілізації 4 … 5,5 В;
  • максимальний струм навантаження 1 А;
  • коефіцієнт стабілізації 70;
  • вихідний опір 0,02 Ом.

Якщо стабілізатор працює на струм навантаження не більше 0,5 А, то транзистор VT1 може бути типу ГТ402 – ГТ402Г. Можна також застосувати транзистори КТ814А – КТ814Г, але в цьому випадку опір резистора R3 слід збільшити в 2 … 3 рази. Налагодження стабілізатора зводиться до встановлення необхідного вихідного напруги підбором резистора R1.

До його недоліків можна віднести відносно вузький інтервал вихідної напруги (4 … 5,5 В) і невисоку температурну стабільність вихідної напруги.

У подібних стабілізаторах напруги можна використовувати й елементи КМОП, але тільки як лінійні підсилювачі і спільно зі стабилитронами. При послідовному включенні елементів КМОП можна домогтися великого коефіцієнта стабілізації.

Рис. 93. Схема стабілізатора напруги (а) і його монтажна плата (б)

Схема такого варіанту стабілізатора приведена на рис. 9.4, а. Його основні параметри: вихідну напругу 7 … 10 В; максимальний струм навантаження 0,3 А; коефіцієнт стабілізації 1000; вихідна опір 0,05 Ом.

Суть дії такого стабілізатора полягає в наступному. Після подачі на його вхід напруги вихідна напруга почне збільшуватися, і коли воно досягне приблизно 4,7 В (напруга стабілізації стабілітрона VD1), на вході елемента почне з’являтися напруга. Коли воно досягне напруги, відповідного лінійному ділянці передавальної характеристики, стабілізатор і елемент DD1.2 почнуть працювати як підсилювачі постійної напруги. Для узгодження виходу елемента DD1.2 з регулюючим транзистором VT1 служить транзистор VT2. Якщо вихідна напруга збільшується, то збільшується і напруга на вході елемента DD1.1, причому в процентному відношенні значніше, ніж на виході стабілізатора. Це зміна посилюється, що призводить до збільшення напруги на виході елемента DD1.2. Це в свою чергу призведе до відкривання транзистора VT2, закриванню VT1, тобто зменшення вихідної напруги. Таким чином, вихідна напруга буде стабілізуватися.

Монтажна плата стабілізатора приведена на рис. 94,6. Його налагодження зводиться до встановлення необхідного значення вихідної напруги підстроєні резистором R2. При цьому, якщо використовувати елементи мікросхем серій 561 або 564, вихідна напруга може бути в межах 3 … 16 В. У цьому випадку стабілітрон повинен ить з іншою напругою стабілізації, яке можна визначити за наближеною формулою Uст ~ 0,3 Uвіх, де Uст – напруга стабілізації стабілітрона; UBux – вихідна напруга стабілізатора.

Опір резистора R2 слід вибирати виходячи зі значення номінального струму стабілізації використовуваного стабілітрона.

Рис. 94. Схема (а) і монтажна плата (б) стабілізатора напруги на мікросхемі серії 176

Література: І. А. Нечаєв, Масова Радіо Бібліотека (МРБ), Випуск 1172, 1992 рік.