4.5. ТРАНЗИСТОР КАК ИСТОЧНИК СТАБИЛЬНОГО ТОКА

Идеальный источник тока обеспечивает в нагрузке ток, который не зависит от падения напряжения на Вследствие эквивалентности источника тока и источника напряжения, которую иллюстрируют рис. 1.2 и 1.3, схему идеального источника тока можно построить на базе источника напряжения с последовательно включенным высоким омическим сопротивлением

Если необходим значительный ток короткого замыкания то нужно выбрать напряжение большой величины. Для того чтобы обеспечить необходимо приложить напряжение Это условие можно обойти, если потребовать большого внутреннего сопротивления только для определенного интервала выходных напряжений.

Рис. 4.25. Источник стабильного тока с делителем напряжения.

В этом случае большим может быть лишь дифференциальное внутреннее сопротивление тогда как статическое внутреннее сопротивление может быть малым. Этой особенностью обладает выходная характеристика транзистора. В то время как имеет порядок нескольких килоом, выше и составляет несколько сотен килоом. С помощью отрицательной обратной связи значение дифференциального внутреннего сопротивления можно увеличить на несколько порядков. Ниже будет рассмотрено несколько простых схем на транзисторах; прецизионные источники тока на операционных усилителях описаны в гл. 12.

4.5.1. ОСНОВНАЯ СХЕМА

Схема источника тока, изображенного на рис. 4.25, построена на основе схемы с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току. Существенное отличие состоит в том, что нагрузка в этом случае включена последовательно с транзистором. Выходной ток остается неизменным, пока транзистор насыщен, т.е. пока Для расчета внутреннего сопротивления запишем следующие соотношения

Рис. 4.26. Источник стабильного тока со стабилитроном.

С учетом основных уравнений (4.6) и (4.7) получим

Для определения параметров источника при выходном токе, равном можно выбрать, например, и Общее сопротивление делителя напряжения, соединенного с базой, составляет . С учетом параметров транзистора получим

Эта величина представляется исключительно большой, если учесть, что питающее напряжение составляет всего несколько вольт. Достичь такого значения необходимо при использовании одного транзистора.

Из формулы (4.29) видно, что общее сопротивление делителя напряжения неблагоприятно влияет на внутреннее сопротивление источника тока. Поэтому сопротивление целесообразно заменить стабилитроном, как показано на рис. 4.26; при этом потенциал базы становится в значительной мере независимым от колебаний питающего напряжения.