輸入電壓Vin調(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)定性如何?


在由NPN三極管構(gòu)成的不同電壓調(diào)節(jié)電路(以分壓式射極跟隨器電路和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路為例)中,輸入電壓
的調(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)定性各有特點(diǎn),以下為你詳細(xì)分析:分壓式射極跟隨器電路
輸入電壓調(diào)節(jié)范圍
受三極管正常工作條件限制:NPN三極管要正常工作,發(fā)射結(jié)需要正向偏置,集電結(jié)需要反向偏置。假設(shè)基極 - 發(fā)射極壓降 約為0.7V(硅管),當(dāng)輸入電壓 過低時,分壓后加到基極的電壓 可能不足以使發(fā)射結(jié)正向偏置,三極管無法正常導(dǎo)通,電路無法正常工作。
受電源電壓和負(fù)載影響:若輸入電壓 過高,三極管的集電極 - 發(fā)射極電壓 可能會過小,導(dǎo)致三極管進(jìn)入飽和區(qū),失去電壓跟隨特性。同時,過高的輸入電壓可能會使電路中的元件承受過高的電壓,影響元件的壽命和可靠性。例如,當(dāng)負(fù)載電阻較小時,為保證輸出電壓穩(wěn)定,輸入電壓不能過高,否則可能使三極管飽和。
典型范圍:一般來說,輸入電壓 需要大于三極管的飽和壓降、發(fā)射結(jié)壓降以及輸出電壓要求的最小值之和,同時要小于電路中元件所能承受的最大電壓。在實(shí)際應(yīng)用中,這個范圍需要根據(jù)具體的電路參數(shù)和元件規(guī)格來確定,可能在幾伏到幾十伏之間。
輸入電壓穩(wěn)定性影響
輸出電壓跟隨性:分壓式射極跟隨器電路的輸出電壓 ,而 。當(dāng)輸入電壓 發(fā)生波動時, 會隨之變化,但由于 相對穩(wěn)定(在一定溫度和電流范圍內(nèi)),輸出電壓 也會近似跟隨 變化,穩(wěn)定性較差。
溫度影響: 具有負(fù)溫度系數(shù),溫度升高時, 會減小。當(dāng)輸入電壓 不穩(wěn)定時,溫度變化會進(jìn)一步影響輸出電壓的穩(wěn)定性。例如,在高溫環(huán)境下,即使輸入電壓 不變,由于 減小,輸出電壓 也會相應(yīng)升高。
串聯(lián)型穩(wěn)壓電路
輸入電壓調(diào)節(jié)范圍
考慮調(diào)整管耐壓和功耗:輸入電壓 不能過高,否則調(diào)整管的集電極 - 發(fā)射極電壓 會過大,導(dǎo)致調(diào)整管的功耗增加,可能會使調(diào)整管過熱損壞。同時,輸入電壓也不能過低,要保證在負(fù)載變化時,調(diào)整管能夠維持足夠的管壓降,以保證輸出電壓的穩(wěn)定。
與輸出電壓和取樣電路有關(guān):輸出電壓 和取樣電路的分壓比會影響輸入電壓的最小值。例如,當(dāng)輸出電壓較高且取樣電路的分壓比較小時,輸入電壓需要足夠高,才能使調(diào)整管正常工作并提供所需的輸出電壓。一般來說,輸入電壓 應(yīng)大于輸出電壓 加上調(diào)整管的最小飽和壓降和電路中的其他壓降。
典型范圍:輸入電壓 的調(diào)節(jié)范圍相對較寬,可能在幾十伏到上百伏之間,具體范圍取決于電路的設(shè)計和元件的選型。
輸入電壓穩(wěn)定性影響
閉環(huán)反饋調(diào)節(jié):串聯(lián)型穩(wěn)壓電路采用閉環(huán)反饋控制,當(dāng)輸入電壓 發(fā)生變化時,取樣電路會檢測到輸出電壓 的變化,并將該變化信號反饋到比較放大器。比較放大器將反饋信號與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,然后調(diào)整調(diào)整管的基極電流,從而改變調(diào)整管的導(dǎo)通程度,使輸出電壓 保持穩(wěn)定。
穩(wěn)定性優(yōu)勢:與分壓式射極跟隨器電路相比,串聯(lián)型穩(wěn)壓電路對輸入電壓 的波動具有較好的抑制能力。例如,當(dāng)輸入電壓 突然升高時,輸出電壓 也會有上升的趨勢,但取樣電路會迅速檢測到這一變化,并通過反饋控制使調(diào)整管的管壓降增大,從而抵消輸入電壓升高對輸出電壓的影響,保持輸出電壓的穩(wěn)定。
對比總結(jié)
電路類型 | 輸入電壓調(diào)節(jié)范圍 | 輸入電壓穩(wěn)定性 |
---|---|---|
分壓式射極跟隨器電路 | 范圍較窄,受三極管正常工作條件、電源電壓和負(fù)載影響,可能在幾伏到幾十伏之間 | 穩(wěn)定性差,輸出電壓近似跟隨輸入電壓變化,且受溫度影響 |
串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 | 范圍較寬,取決于電路設(shè)計和元件選型,可能在幾十伏到上百伏之間 | 穩(wěn)定性好,采用閉環(huán)反饋控制,能有效抑制輸入電壓波動對輸出電壓的影響 |
責(zé)任編輯:Pan
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