Багато програм симуляції електричних схем, і програма Qucs не виняток, дозволяють задавати варіації параметрів, отримуючи таблицю цікавлять нас значень Залишимо у схемі тільки стабілітрон і будемо варіювати напруга V1 Почнемо з того, що розрахуємо величину опору R1, яке забезпечить струм через стабілітрон 15 мА при напрузі V1 10 В

Розрахунок простий Закон Кірхгофа говорить нам, що падіння напруги на резистори R1 дорівнюватиме: 10 – 56 = 44 В А закон Ома стверджує, що опір резистора: 44/0015 = 300 Ом

Будемо спостерігати за струмом через стабілітрон з допомогою амперметра Pr1 і напругою на опорі навантаження за допомогою вольтметра Pr2

Рис 820 Спостереження за роботою найпростішого стабілізатора напруги

У таблиці я виділила ділянку вхідних напруг, при яких працездатність стабілітрона зберігається А тепер будемо змінювати опір навантаження від 1 кОм до 100 Ом при напрузі батарейки 12 В

Рис 821 Спостереження за роботою стабілізатора при зміні навантаження

Я знову виділив в таблиці прийнятні параметри Тобто, ми бачимо, що опір навантаження може змінюватися до 300 Ом при збереженні вихідної напруги на заданому рівні

Який струм може споживати навантаження в цьому випадку Максимальний струм: 55/300 = 18 мА Проробимо аналогічні експерименти зі стабілізатором, мають транзистор

Рис 822 Експерименти з транзисторним стабілізатором

І напруга на вході стабілізатора, і струм в навантаженні змінюються в більш широких межах, залишаючи напруга на виході стабілізатора, практично, незмінним Так, напруга на виході менше напруги на стабілітроні, оскільки частина цієї напруги падає на переході база-емітер транзистора Але при необхідності ми можемо взяти стабілітрон з великим робочим напругою Зате ефективність роботи стабілізатора стала вище

Подивимося на схему під іншим кутом Що вам нагадує схема вище Мені вона нагадує емітерний повторювачпідсилювач, в якому транзистор включений з загальним колектором Як джерело сигналу ми можемо розглядати стабілітрон А транзистор не забезпечує посилення по напрузі (напруга в навантаженні менше, ніж на стабілітроні), але забезпечує посилення по струму На правому малюнку струм у навантаженні при опорі R2 100 Ом буде 46 мА, а струм через стабілітрон 9 мА І ми памятаємо, що емітерний повторювач володіє підвищеним вхідним опором, порівняно зі схемою з загальним емітером Але саме більш високий опір, ніж опір навантаження ми і хотіли отримати

Тут доречно буде запитати себе: «А чи не можна збільшити цей опір»

Ось схема, включення транзисторів в якій називають складовим транзистором або схемою Дарлінгтона

Рис 823 Стабілізатор напруги з складовим транзистором

Вихідна напруга зменшилася, оскільки тепер напруга падає на двох переходах база-емітер, але стабільність вихідної напруги зросла

Джерело: Гололобов ВН, – Самовчитель гри на паяльнику (Про електроніці для школярів і не тільки), – Москва 2012