Формирователь импульса тока для запуска лазера (стр. 2 из 2)
Временная диаграмма работы таймера в этом случае будет выглядеть следующим образом.:3. Выбор элементов и компонентов схемы
· Операционный усилитель: К140УД9
| Напряжение питания | ±5..±15 В |
| Напряжение смещения, Uсм | 5 мВ |
| Входной ток, Iвх | 350 нА |
| Частота единичного усиления, fпр(f1) | 1 МГц |
| Vuвых | 0.2 В/мкс |
| Коэффициент усиления | 68 Дб |
| Потребляемая мощность | 240 мВт |
· Транзистор VT1: A747C
| Материал | Si |
| Максимальный ток коллектора | 100 мА |
| Максимальное напряжение коллектор-эммитер в режиме отсечки | 50 В |
| Мощность транзистора | 220 мВт |
| Коэффициент передачи по току | 600 |
· Транзистор VT2: 2SD1373
| Материал | Si |
| Максимальный ток коллектора | 3 А |
| Максимальное напряжение коллектор-эммитер в режиме отсечки | 300 В |
| Максимальное напряжение перехода коллектор-база, смещенного в обратном направлении | 300 В |
| Мощность транзистора | 2.5 Вт |
| Коэффициент передачи по току | 200 |
· Транзистор VT3: 2SC3991N
| Материал | Si |
| Максимальный ток коллектора | 50 А |
| Максимальный ток коллектора в импульсном режиме | 95 А |
| Максимальное напряжение коллектор-эммитер в режиме отсечки | 500 В |
| Максимальное напряжение перехода коллектор-база, смещенного в обратном направлении | 800 В |
| Мощность транзистора | 300 Вт |
| Коэффициент передачи по току | 50 |
· Резистор R1: 0.2 Ом; 500-1500 Вт
· Резистор R2: 50 Ом
· Резистор R3: 220 Ом
· Резистор R4: 4.5 кОм
· Резистор Rб:
· Резистор Rt: 1.5 кОм
· Конденсатор Ct: 6 мкф
· Микросхема таймера 555: КР1006ВИ1
| Напряжение питания | от +5 до +15 В |
| Ток нагрузки | не более 100 мА |
| Рассеиваемая мощность | не более 50 мВт |
| Минимальная длительность импульса, генерируемая таймером | 20 мкс |
| Дополнительные замечания | при питании +5 В таймер совместим с микросхемами серии ТТЛ |
· Инвертор на выходе таймера: КМ555ЛА3
| Функциональное назначение | 4 элемента 2И-НЕ |
| Максимальное напряжение питания | 5.5 В |
| Выходной ток низкого уровня | не более 4 мА |
| Выходной ток высокого уровня | не более –0.4 мА |
| Выходное напряжение низкого уровня | не более 0.4 В |
| Выходное напряжение высокого уровня | не менее 2.5 В |
4.1. Каскад Дарлингтона
Пусть транзистор VT1 работает в режиме отсечки, Uвх = 10 В. Тогда, на R1 будет также падать Uвх и потечет ток Iн = 50 А.
Транзистор VT3 работает в линейном режиме и в базу втекает ток:
IбVT3 = 50 A / 50 = 1 A;
На R3 падает напряжение лыжи, для кремниевого диода оно составляет 0.75 В. При R2 = 50 A на резистор ответвляется ток:
IR3 = 0.75 В / 50 Ом = 15 мА;
Это пренебрежимо мало, по сравнению с 1А. При коэффициенте передачи 200, в базу транзистора VT2 втекает ток, равный 5 мА.
Рассмотрим ситуацию, когда входное напряжение равно 1 В. Через транзистор VT3 потечет ток, равный 5 А, в базу VT3 втекает ток 100 мА, на резистор R3 ответвляется также ток 15 мА. В этом случае в базу VT2 втекает ток:
IбVT2 = 85 мА / 200 = 0.4 мА
4.2. Операционный усилитель и схема с транзистором VT1
При максимальном входном напряжении в базу транзистора втекает ток
IбVT2 = 5 мА
Поскольку операционный усилитель питается от напряжения ±15 В, больше 13 В в силу конструктивных особенностей в линейном режиме он обеспечить не может. Поэтому, считаем, что при максимальном напряжении питания, выходной потенциал равен 13 В. Потенциал базы VT2 равен 11.5 В. Тогда номинал R3:
R3 = (13 В – 11.5 В)/5 мА = 220 Ом
Пусть теперь транзистор VT1 работает в режиме насыщения, отключая обратную связь операционного усилителя. Потенциал базы VT2 падает практически до нуля: образуется резистивный делитель R3 – переход коллектор-эммитер насыщенного транзистора VT1. Через этот переход течет ток, порядка:
Iкэ = 13.5 / 245 Ом = 55 мА.
Коэффициент усиления по току VT1 равен 600, поэтому даже ток в 0.4 мА, поступающий из схемы одиночного запуска с таймером 555, способен перевести VT1 в режим насыщения. Выбираем номинал резистора, учитывая выходные параметры микросхемы ТТЛ:
R4 = (2.5 В – 0.75 В) / 0.4 мА = 4.37 кОм.
Выбираем R4 порядка 4.7 кОм.
5. Принципиальная схема устройства
9. Список использованной литературы
1. М.Х. Джонс Электроника – практический курс. Москва: Постмаркет, 1999 г.
2. Кауфман М., Сидман А. Г. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. – М: Энергоатомиздат, 1991 г.
3. Зарубежные интегральные микросхемы: Справочник / А.Ф. Нефедов и др. – М.: КубК-а, 1995 г.
4. Шило В. Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. – М.: Сов. Радио, 1979.