СПРАВОЧНИК МОЛОДОГО РАДИСТА
         

Бумажные и металлобумажные конденсаторы


Бумажные конденсаторы являются наиболее распространен­ной разновидностью конденсаторов постоянной емкости, содержат одну или несколько секций из двух металлических лент (как пра­вило, из алюминиевой фольги), служащих обкладками. Последние - разделены двумя или более -лентами конденсаторной бумаги, яв­ляющейся диэлектриком. Секции помещают в цилиндрический или прямоугольный корпус. В корпусе вмонтированы элементы гермети­зации (проходные стеклянные или керамические изоляторы, резино­вые шайбы или детали из эпоксидных композиций), через которые проходят внешние проволочные или лепестковые токоотводы.

Рис. 5. Бумажные конденсаторы

По конструкции различают бумажные конденсаторы цилиндри­ческой (БМ, БМТ, КБГ-М, КБГ-И, К40П-1, К40П-2, К40У-9, К40-13 и др.) и прямоугольной (КБГ-МП, КБГ-МН, БГТ, К40У-5 и др.) формы (рис. 5). Они характеризуются широким интервалом емко­стей (от тысячных долей до десятков микрофарад), номинальных напряжений и диапазоном рабочих температур (от — 60 до -т-125сС). В зависимости от номинального напряжения их подраз­деляют на низковольтные (К40) — до 1600 В и высоковольтные (К41) — от 1600 и выше. Основные электрические характеристики некоторых бумажных конденсаторов приведены в табл. 22.

Бумажные конденсаторы применяют в схемах, рассчитанных на длительную работу при заданном напряжении, допускающих невы­сокую точность и стабильность емкости. Кроме того, их можно использовать в качестве блокировочных, развязывающих, разделитель­ных и фильтрующих элементов в цепях с постоянным и переменным напряжением и в импульсных режимах.

Таблица 22

Конденсатор

Диапазон рабочих температур, °С

Номиналь­ное напря­жение, В

Пределы номиналь­ных емкостей, мкф

 

БМ

От — 60 до

+ 70

150

0,033 — 0,047

 

200

0,0033 — 0,022

 

300

0,00047 — 0,0022

 

МВТ

» — 60 »

+ 100

400

0,00047 — 0,22

 

600

0,001 — 0,022

 

КБГ-И

» — 60 »

+70

200

0,001 — 0,1

 

400

0,0015 — 0,05

 

-

-

600

0,00047 — 0,03

 

КБГ-М

» — 60 » .

+ 70

200

0,04 — 0,25

 

400

0,07 — 0,25

 

600

0,01 — 0,15

 

КБГ-МН

» — 60 »

+ 70

. 200

1 — 10

 

400

1 — 8

 

600

0,5 — 6

 

1СОО

- 0,25 — 4

 

1600

0,25 — 2

 

КБГ-МП

» — 60 »

+ 70

200

0,5 — 2

 

600

0,25 — 1

 

,

1000

0,1-0,5

 

1500

0,1 — 0,25

 

К40-13

» — 60 »

+ 100

200

0,01 — 1

 

400

0,0047 — 0,33

 

630

0,0047 — 0,22

 

К40У-9

» — 60 »

+ 125

200

0,00047 — 1

 

400

0,047 — 0,68

 

630

0,00047 — 0,47

 

Конденсатор

Диапазон рабо­чих температур, °С

Номинальное напряжение, В

Номинальные емкости, мкФ

МБМ

От — 60 до

+70

160

0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 1

От — 60 до 1 + 100

250 500 750 1000 1500

0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 1 0,05; 0,1; 0,25; 0,5 0,05; 0,1; 0,25 0,05; 0,1 0,05

МБГЦ

От — 60 до +70

200 400 600 1000

0,25; .0,5; 4 0,1; 0,25; 0,5 0,05; 0,1; 0,25 0,1; 0,25

МБГТ

От — 60 до + 100

160 300 500 750

1; 2; 4; 10; 20 0,5; 1; 2; 4; 10 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 10 0,1; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 10

МБГО

От — 60 до

+ 70

160 300 400 500 600

2; 4; 10; 20; 30 1; 2; 4; 10; 20; 30 1; 2; 4; 10; 20 0,5; 1; 2; 4; 10; 20 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 10

К42У-2

От — 60 до +70

160

0,047; ОД; 0,15; 0,22; 0,33; 0,47; 0,68; 1

От — 60 до + 100

250 400

0,047; 0,068; 0,1; 0,15; 0,22; 0,33; 0,47; 1 0,033; 0,047; 0,068; 0,1; 0,15; 0,22; 0,33; 0,47

То же

630 1000

0,015; 0,022; 0,033; 0,047; 0,068; 0,1; 0,15; 0,22 0,01; 0,015; 0,022; 0,033; 0,047; 0,068; 0,1; 0,15; 0,22

1600

00047; 0,0068; 0,0 lj 0,015; 0,022; 0,033; 0,047; 0,068; 0,1

Таблица 24

Конденсатор

 Номинальное напряжение, В

 Номинальная емкость
К70-6

 35

 0,018; 0,022; 0,027; 0,033; 0,039; 0,047j
0,056; 0,068; 0,082; 0,1 мкФ
50

 22; 27; 33; 39; 47; 56; 68; 82; 100;
120; 150; 180; 220; 270; 330; 390;
470; 1200; 1500; 1800; 2200; 2700}
3300; 3900; 4700; 5600; 6800; 8200 пФ?
0,01; 6,012i 0,015 мкФ
К71П-2

 100

 0,01; 10.012; 0,015; 0,018; 0,022; 0,027j
0,033, 0,039; 0,047; 0,056; 0,068; 0,082;
0,1 мкФ
К74-8

 50

 0,1 — 0,25 мкФ
100

 0,001 — 0,0068; 0,01 — 0,1 мкФ
200

 0,001 — 0,0068; 0,01 — 0,068 мкФ
400

 0,001 — 0,0068; 0,01 — 0,047 мкФ
63ft

 0,001 — 0,0068; 0,01 — 0,022 мкФ
Металлобумажные конденсаторы в качестве обкладок ( вместо фольги) имеют тонкий слой металла, нанесенный на ди­электрик — (конденсаторную бумагу). Металлизированные обклад-кн обеспечивают при пробое конденсатора самовосстановление изо­ляции и используются в тех же цепях.электрической схемы, что и бумажные с фольговыми обкладками Подобно бумажным они обладают широкими пределами емкостей и номинальных напряже­ний при значительно меньших габаритах, однако уступают бумаж­ным конденсаторам по стабильности сопротивления изоляции. Ха­рактеристики .некоторых металлобумажных герметизированных кон­денсаторов приведены в табл. 23.

Металлобумажные конденсаторы предназначены для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов. Однако амплитудное значение напряжения переменной составляющей (в процентах от номинального) не должно превышать на частоте 50 Гц 20 %; 100 Гц 15 %; 400 Гц 10 %; 1000 Гц 5 %; 10 кГц 2 %.

Малогабаритные герметизированные Металлобумажные конден­саторы К42У-2, предназначенные для замены конденсаторов МБМ, более устойчивы к действию влаги и механических нагрузок.

 



Детекторы


Детекторы служат для выделения сигнала модулирующей час­тоты из принятого радиочастотного модулированного колебания. Различают детекторы амплитудно- и частотно-модулированных сиг-калов и комбинированные.

Рис. 127. Схема последова­тельного диодного детектора

Детекторы амллитудно-модудированных сигналов АМС. Детек­тирование АМС, как правило, производится с помощью диодных де­текторов. В схеме диодного детектора (рис. 127) источник детекти­руемого радиосигнала, снимаемый с контура LC1, диод V и на­грузочный резистор Rн вклю­чены последовательно. Среднее значение тока, проходящего через диод, зависит от ампли­туды напряжения сигнала, приложенного к диоду. Чем больше амплитуда напряжения, тем больше среднее значение тока.

При изменении амплитуды напряжения сигнала по гармоническому закону среднее значение тока диода станет изменяться по закону, близкому к закону моду­ляции. Ток диода на нагрузочном резисторе Rн создаст напря­жение, изменяющееся по закону модуляции. Поскольку ток диода проходит только во время положительной полуволны детектируемого сигнала и представляет собой импульсы, соответствующие по фор­ме положительной полуволне синусоиды модулирующего сигнала, напряжение на нагрузочном резисторе примет эту же форму.

Чтобы напряжение на нагрузочном резисторе Яа детектора из­менялось по закону, близкому к закону модуляции, включают параллельно ему конденсатор С2. В этом случае за полупериоды, со­ответствующие положительной полуволне детектируемого сигнала, ток диода будет быстро заряжать конденсатор С2. Напряжение на конденсаторе будет близким к амплитуде детектируемого сигнала. В отрицательные полупериоды сигнала небольшой обратный ток дио­да будет перезаряжать конденсатор и несколько уменьшать на нем напряжение, возникшее во время положительной полуволны сигна­ла. Параметры нагрузки детектора RHC2 выбирают так, чтобы ее постоянная времени многократно превышала период детектируемого сигнала. В результате этого напряжение на конденсаторе, а следо­вательно! и на нагрузке детектора в течение отрицательной полу­волны детектируемого сигнала сохранится почти постоянным, т.
е. близким к амплитуде детектируемого сигнала. При медленном изме­нении амплитуды сигнала по закону модуляции напряжение на на­грузке детектора будет изменяться по этому же закону.



Рис. 128. Схема симметричного частотного детек­тора

Частотные детекторы. Они предназначены для детектирования модулированных по частоте ВЧ-колебаний. Наиболее распространен из них детектор отношений или дробный детектор.

Часто применяется схема симметричного дробного детектора (рис. 128). Вначале производится преобразование ЧМ-сигнала в АМ-сигнал с помощью системы связанных контуров L1C1 и L2C2, настроенных на промежуточную частоту приемника. В основе дей­ствия схем частотных детекторов лежат фазовые соотношения между напряжениями, действующими на контурах, При резонансе эдс, индуктируемая во вторичном контуре, совпадает по фазе с напряже­нием, действующим на зажимах первичного контура. Напряжения, подаваемые на диоды VI и V2 детектора, определяются геометриче­ской суммой напряжений, снимаемых с полуобмоток катушек L2 и L3, индуктивно связанных с первичным контуром.



Рис. 129. Схема комбинированного AM — ЧМ де­тектора

При резонансе токов в контурах на частоте сигнала напряжения на диодах равны, но различны по фазе. При отклонении частоты сигнала от резонансной (в сторону увеличения или уменьшения) меняется фаза напряжений, снимаемых с полуобмоток катушки L2r вследствие чего меняются напряжения на диодах VI и V2. Таким образом, напряжения, подаваемые на диоды, оказываются модули­рованными по амплитуде по тому же закону, по которому модули­рован по частоте принимаемый сигнал.

Детекторная часть схемы содержит два последовательно вклю-ченных диода VI и V2, проводящих ток в течение одного полуперио­да. Нагрузочные резиеторы R1 и R2 диодов заблокированы конден­сатором С5 большой емкости, вследствие чего возрастает постоян­ная времени цепи нагрузки и медленно изменяется напряжение на резисторах.

В такой схеме большие изменения амплитуды сигнала вызывают резкие изменения тока через диоды, заряжающего конденсатор С5, в результате чего изменяется добротность колебательного контура.


При увеличении амплитуды сигнала добротность уменьшается, а при уменьшении — возрастает, что приводит к сглаживанию изменений амплитуды сигнала. Таким образом, дробный детектор подавляет амплитудную модуляцию и- импульсные помехи, что допускает рабо­ту без отдельного ограничителя амплитуд.

Напряжения, продетектированные диодами и изменяющиеся по закону модулирующей частоты, выделяются на конденсаторах СЗ и С4. Поскольку увеличение напряжения на одном из конденсаторов сопровождается таким же уменьшением напряжения на другом кон­денсаторе, суммарное напряжение между точками m — n не меня­ется. Модулирующее напряжение сигнала снимается со средней точ­ки соединения конденсаторов (точка О) и подается в тракт УНМЧ.

Остальные элементы схемы выполняют вспомогательные функ­ции. Конденсатор С6 включен для сглаживания высокочастотной со-ставляющей. Резистор R5, иногда вводимый в схему дробного детектора, ограничивает импульсы тока через диоды, что ослабляет влияние импульсных помех. Цепь R6C7 служит для выравнивания частотной характеристики тракта приема в области высших звуко­вых частот. Резисторы R3 и R4 служат для симметрирования схемы. Комбинированные AM — ЧМ-детекторы. В приемниках, предна­значенных для приема AM — * ЧМ-сигналов, могут применяться от­дельные детекторы для AM- и ЧМ-трактов или комбинированные AM — ЧМ-детекторы. При приеме ЧМ-сигналов в схеме комбиниро­ванного AM — ЧМ-детектора (рис. 129) транзисторного приемника переключатель диапазонов ПД ставят в положение ЧМ, и схема ра­ботает как симметричный дробный детектор. При приеме AM сиг­налов ПД ставят в положение AM, включается диод V2 и работает по схеме амплитудного диодного детектора.



Гибридные линейно-импульсные микросхемы


Микросхемы серии К218

Выпускают в прямоугольном металлостеклянном корпусе с 14 выводами (рис. 150, а, б) массой 1,8 г.

Рис. 151. Усилитель промежуточной час­тоты

Рис. 150. Общий вид, основные размеры и обозначение выво­дов микросхем К218 (а) и вид сбоку (б)

К2УС181. Усилитель промежуточной частоты (рис. 151)

Напряжение источника питания, В ....... 6,3

Потребляемая мощность, мВт ......... 62

Коэффициент усиления............ 5

Неравномерность частотной характеристики, дБ . . 2,3 Линейный участок амплитудной характеристики, мВ;

по входу............... 30

по выходу ................ 200

К2ГФ181. Автоколебательный мультивибратор (рис. 152, а, б)

Напряжение источника питания, В ....... 6,3

Потребляемая мощность, мВт ......... 86

Рис. 152. Автоколебательный мультивибратор (а) и схема его включения (б)

Частота следования выходных им­пульсов с навесными элементами . от 50 Гц до

0,6 МГц

Амплитуда выходных импульсов, В 2,8

Длительность выходных импульсов, икс:

фронта .......... 1

спада.......... 0,2

Период повторения выходных им­пульсов, мкс:

с навесными конденсаторами . 4

без навесных конденсаторов . 06 — 1,5

Сопротивление нагрузки, кОм . , 2

Емкость нагрузки, пФ .....  100

Рис. 153. Ждущий мультивибратор (а) и схема его включения (б)

К2ГФ182. Ждущий мультивибратор (рис. 153, а, б)

Напряжение источника питания,. В 6,3

Потребляемая мощность, мВт . , 76

Параметры входных импульсов

Амплитуда, В .,,...., 2,5 — 6

Полярность ...... s . ,, отрицательная

Длительность, мкс ...... 0,3

Частота следования, кГц .... 250

Напряжение помехи, В .... « 0,8

Параметры выходных импульсов

Амплитуда, В .,....., 2,8

Длительность, мкс:

с навесным элементом .... 2

без навесного Элемента 0,8 — 1,5

фронта.......... 1

спада.........., 0,15

Сопротивление нагрузки, кОм . . 2

Емкость нагрузки, пФ . 100

Микросхемы серии К224

Гибридные микросхемы, используемые в радиовещательных и телевизионных приемно-усилительных устройствах, выпускают в прямоугольном металлополимерном корпусе с 9 выводами (р»~-154, с, б), массой 3 г, с диапазоном рабочих температур от — 30 до +50°С.




Рис. 154. Общий вид, основ­ные размеры и обозначение выводов микросхем К224 (а) и вид сбоку (б)



Рис. 155. Универсальный усилитель (а) и схема его включения (б)

К2УС242. Универсальный усилитель (рис. 155, а, б)

Напряжение источника питания, В , 3,6 — 9

Ток потребления, мА ....... 1,8

Потребляемая мощность, мВт ... 15

Крутизна вольтамперной характерис­тики, мА/В, на f= 10 МГц..... 25

Диапазон рабочих частот, мГц ... 0,15 — 33

Входное сопротивление, Ом, на f=

10 мГц............. 150

Напряжение смещения, В ...... 3



Рис. 156. Предварительный усилитель низкой частоты (а) для рабо­ты с бестрансформаторным выходным усилителем и схема их вклю­чения (б)

К2УС245. Предварительный УНЧ (рис. 156, а, б)

Напряжение источника питания, В . От 5,4

до 12 Ток, потребляемый в режиме покоя,

мА.............. - 5,5

Потребляемая мощность, мВт . . , 80

Коэффициент усиления...... 140

Коэффициент нелинейных искажений,

% -.............. 3

Выходное сопротивление, кОм ... 15

Примечание. Параметры приведены для со-вместной работы с бестрансформаторным выходным уси­лителем.

К2УС247. Выходной усилитель промежуточной частоты изображения (рис. 157, а, б)

Напряжение источника питания, В . 12

Ток потребления, мА....... 28

Крутизна вольтамперной характерис­тики, мА/В, на f==35 МГц ..... 70



Рис. 157. Выходной усилитель промежуточной частоты изображения (а) и схема его включения (б)

Диапазон рабочих частот, МГц — 30 — 45 Неравномерность частотной характерис­тики в рабочем диапазоне, дБ — 3



Рис. 158. Усилитель промежуточной частоты (а) звукового канала и схема его включения (б)

К2УС248. Усилитель промежуточной частоты звукового канала (рис, 158, а, б)

Напряжение источника питания, В , 12

Ток потребления, мА....... 15

Крутизна вольтамперной характеристи­ки, мА/В, на f=б,5 МГц...... 1000

Диапазон рабочих частот, МГц . . . 4 — 10 Неравномерность частотной характе­ристики в рабочем диапазоне, дБ ... 3





Рис. 159. Смеситель и гетеродин тракта УКВ-ЧМ (а) и схема их включения (б):

Вых.См — выходной смеситель, КСм — контур смесителя, К.Гт — контур гете­родина

К2ЖА241. Смеситель и гетеродин тракта УКВ-ЧМ (рис. 159, а, б]

Напряжение источника питания, В 4

Ток потребления, мА..... 3

Потребляемая мощность, мВт . . 30 Крутизна вольтамперной характе­ристики, мА/В, на f=10 МГц ... 4 Диапазон рабочих частот, МГц:

гетеродина........, 65 — 120

смесителя . ........ 10 — ПО

Входное сопротивление, Ом, на

f=10 МГц.......... 150



Рис. 160. Смеситель и гетеродин тракта амплитудной модуляции (а) и схема их включения (б):

Вх,См а Вых.См — входной и выходной смесители, Вх.Гт и Вых,Гт — вход­ной и выходной гетеродины s

К2ЖА242. Смеситель и гетеродин тракта амплитудной модуляции (рис. 160, а, б)

Напряжение источника питания каскада, В:

смесительного ,....., -f-3,6 — 9

гетеродинного . . , . « * * +4

Ток потребления, мА: смесителя ......... 1,3

гетеродина* ......... 2

Напряжение смещения смеситель­ного каскада, В........ 3

Диапазон рабочих частот, МГц:

смесители......... 0,15 — 30

гетеродина ........ 0,5 — 30

Крутизна вольтамперной характе­ристики, мА/В:

смесителя ......... 18

гетеродина....... , 14

Входное сопротивление, Ом, на f=10 МГц , . . ........ 500



Рис. 161. Детектор AM и усилитель АРУ в трактах амплитудной модуляции (а) и схема их включения (б)

К2ЖА243. Детектор AM и усили­тель АРУ в трактах амплитудной мо­дуляции (рис. 161, а, б)

Напряжение источника питания, В 3 Потребляемая мощность, мВт . . 10 Коэффициент передачи детектора

при Rн=20 кОм........ 0,3

Рабочая частота, кГц.....465

Коэффициент нелинейных искажений, % 3 Входное сопротивление, Ом, на f=465 кГц 500 К2ЖА244. Усилитель-ограничитель (рис. 162,а,б)

Напряжение источника питания,. В . , 12 Ток потребления, мА ........ 10

Крутизна вольтамперной характеристи­ки, мА/В, на f=4,5 мГц ....... 2

Диапазон рабочих частот, МГц .... 3 — 6



Неравномерность частотной характерис­тики в рабочем диапазоне, дБ.....3



Рис. 162. Усилитель-ограничитель,.(а) и схема его включения (6)s

Рег.Ус — регулировка усиления, KИ — коммутирующий импульс



Рис. 163. Частотный детектор (а) и схема его включения (б)

К2ДС241. Частотный детектор (рис. 163, а, б)

Вторичная обмотка выходного трансформатора УПЧ подключается к выводам 1 и 2. Подстроечный резистор сопротивлением 330 Ом используется для симметрирования плеч детектора. Коэффициент передачи при нагрузке 20 кОм равен 0,15, диапазон рабочих час­тот — от 5 до 110 МГц.

К2УП241. Смеситель в трактах AM и УКВ-ЧМ (рис. 164, а, б)

Входной трансформатор для частоты 150 кГц выполнен на сер­дечнике М600НН типа К7Х4Х2, для частоты 10 МГц — на сердеч­нике М150 типа В42Х4Х2, для частоты 110 МГц — на сердечнике МЗОВ42 типа К7Х4Х2 с обмотками по 15 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм.

Напряжение источника питания, В +5,4 — 9

Ток потребления, мА ...... 3,5

Потребляемая мощность, мВт , . 20

Напряжение смещения, В .... +3

Диапазон частот, МГц . . . . . 0,15 — ПО

Крутизна вольтамперной характе­ристики, мА/В, в диапазоне частот, МГц:

0,15 — 30.......... 10

30 — 110.......... 5

Относительный разброс крутизны смесительных каскадов, % .... ±10



Рис. 164. Смеситель в трактах AM и УКВ-ЧМ (о) и схема его вклю­чения (б)

Микросхемы серии К226

Выпускают с усилителями низкой частоты в прямоугольном ме-таллостеклянном корпусе с 15 выводами (рис. 165, а, б), массой 4,5 г, с диапазоном рабочих температур от — 45 до 4-55°С.

Входное сопротивление, МОм, при Си= 20 пФ и f=100 Гц .......... 10

Выходное сопротивление, Ом..... 100

Коэффициент нелинейных искажений, %, при Rн=3 кОм и Uвых=1,5 В..... 5

Ослабление из частотах 20 Гц и 100 кГц, дБ................ 3



Рис. 165. Общий вид, основные размеры и обозначение выводов микросхемы К226 (а) и вид сбо ку (б)

К2УС261 (А, Б, В). Усилитель низкой час­тоты (рис. 166, а, б)



 

К2УС261А К2УС261Б К2УС261В

 

Коэффициент 274 — 324 250 — 310 290--350 усиления . . .

Уровень соб­ственных шу­мов, мВ, в диа­пазоне частот 20 Гц — 20 кГц при входе, за­короченном ем­костью 4700 пФ 5 12 12

Напряжение источника питания, В ... +12,6

и — 6,3

Потребляемая мощность, мВт, при на­пряжении, В:

+ 12,6 ,,.,......... 60

 — 6,3................ 45

Входная емкость, пФ . 20



Рис. 166. Усилитель низкой частоты (а) и схема его включения (б)

К2УС262 (А, Б, В). Усилитель низкой частоты (рис. 167,а,б)

 

К2УС262А К2УС262Б К.2УС262В

Коэффициент усиления .... 27,6 — 32,4 25 — 31 29 — 35

Уровень собст­венных шумов, мВ, в диапазоне частот 20 Гц — 20 кГц при входе, закороченном ем­костью 4700 пФ . 5 12 12



Рис. 167. Усилитель низкой частоты (а) и схема его включения (б)



Рис. 168. Усилитель низкой частоты (а) и схема его вклю­чения (б)

Напряжение источника питания, В..... +12,6

и — 6,3 Потребляемая мощность, мВт, при напряжении, Е

+ 12,6............... 50

 — 6,3................ 45

Входная емкость, пФ ........... 20

К2УС263 (А, Б, В). Усилитель низкой частоты (рис. 168, а, б)

 

К2УС263А К2УС263Б К2УС263В

Коэффициент усиления ... 270 — 330 270 — 330 270 — 300

Уровень собст­венных шумов, мВ, . в диапазоне час­тот 20 Гц — 20 кГц при входе, закоро­ченном емкостью 4700 пФ . . . . 5 12 18

Напряжение источника питания, В ....... +6 и — 9

Потребляемая мощность, мВт, при напряжении, В:

- 6.................. 15

 — 9................... 45

К2УС264 (А, Б, В). Усилитель низкой частоты (см. рис. 167, а,, б)

 

К2УС264А К2УС264Б К2УС264В

Коэффициент уси­ления ......9-11 9-11 9-11

Уровень собствен­ных шумов, мВ, в ди­апазоне частот 20 Гц — 20 кГц при входе, закороченном емкостью 4700 пФ . 5 12 18

Напряжение источника питания, В , . , * . +6

и — 9 Потребляемая мощность, мВт, при напряжении, В

+ 6 .. ............ 10

 — 9................ 25



К2УС265 (А, Б, В), Усилитель низкой частоты (рис. 169)

 

К2УС265А К2УС265Б К2УС266В

Коэффициент уси» ления . . .... 92 — 108 80 — 105 92 — 120

Уровень собствен­ных шумов, мВ, в диапазоне частот 20 Гц — 20 кГц и при входе, закороченном емкостью 4700 пФ  — 12 12



Рис. 169. Схема включения усилителя низкой частоты

Напряжение источника питания, В ... ~Н2,6

и — 6,3

Потребляемая мощность, МВт, при на­пряжении, В:

+ 12,6............. 60

 — 6,3............. 55

Входная емкость, пФ ....... 20

Микросхемы серии К237

Эти, гибридные микросхемы выполняют в прямоугольном пласт­массовом корпусе с 14 выводами (рис. 170, а, б), массой 3 г, с диа­пазоном рабочих температур от — 30 до +70 °С



Рис. 170. Общий вид, основ­ные размеры и обозначение выводов микросхемы К237 (а) и вид сбоку (б)

К2ЖА371. Усилитель высокой частоты и преобразователь в трактах AM (рис. 171, о, б)

Напряжение источника питания, В . . . 5

Потребляемый ток, мА ......... 3

Потребляемая мощность, мВт ....... 25

Коэффициент усиления в режиме преобразо­вания............... 100 — 250.

Коэффициент шума в режиме преобразования,

дБ................. 6

Напряжение гетеродина, мВ, на частоте 15 МГц 300 — 450 Уменьшение, усиления в режиме преобразования на частоте 15 МГц по отношению к усилению на

частоте 150 кГц, дБ ............ 5



Рис. 171. Усилитель высокой частоты и преобразователь в трактах AM (а) и схема их включения (б)

К2ЖА372. Усилитель промежуточной частоты, детек­тор и автоматическая регулировка усиления (рис. 172,а, б)

Напряжение источника питания, В ....... 5

Потребляемый ток, мА............4

Потребляемая мощность, мВт......... 25

Коэффициент нелинейных искажений выходного на­пряжения детектора, %........... 3

Входное сопротивление, Ом, при Iк=0 мА . . 430-1000 Изменение выходного напряжения низкой час­тоты детектора, дБ, при изменении напряжения высокой частоты на входе УПЧ от 5 до ЗООО..мкВ 6





Рис. 172. Усилитель промежуточной частоты, детектор и автомати­ческая регулировка усиления (а) и схема их включения (б)



Рис. 173. Усилитель низкой частоты (а) и схема его включе­ния (б)

К2УС372. Усилитель низкой частоты (рис. 173, а, 5),

Напряжение источника питания; В ..... 12

Потребляемая мощность, мВт ....... 225

Номинальное входное напряжение, мВ . , . , 25 — 50

Номинальное выходное напряжение, В ... 3,5 Коэффициент нелинейных искажений, %, при

Uвых=3,5 В . ;............ 1

Диапазон рабочих частот при их неравномер*

ности (±6 дБ), Гц ............. 50 — 15000

К2УС373. Усилитель записи и воспроизведения для магнитофонов (рис. 174, а, б)

Напряжение источника питания, В....... 5

Потребляемый ток, мА............ 2,5

Потребляемая мощность, мВт......... 14

Коэффициент усиления............ 1800

Эквивалентное напряжение шумов на выходе при за­короченном входе, мВ............. 2

Коэффициент нелинейных искажений, % „ , , . , 0,7

 



Рис. 174. Усилитель записи и воспроизведения (а) для магнитофонов и схема его включения (б)

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие..............

Глава I. Электрорадиоматериалы........

§ 1. Проводниковые материалы.......

§ 2. Полупроводниковые материалы......

§ 3. Магнитные материалы.........

§ 4. Электроизолтционные материалы.....

Глава II. Компоненты и элементы радиоаппаратуры

§ 5. Общие сведения о радиокондепсаторах

§ 6. Бумажные и металлобумажные конденсаторы

§ 7. Пленочные конденсаторы........

§ 8. Электролитические конденсаторы .....

§ 9. Слюдяные конденсаторы........

§ 10. Керамические, стеклокерамические и стеклопленочные

конденсаторы...........

§ 11. Полуперемеиные конденсаторы......

§ 12. Катушки индуктивности........

§ 13. Трансформаторы.........

§ 14. Резисторы............

§ 15. Полупроводниковые резисторы......

Глава III. Электроакустические приборы......

§ 16. Микрофоны.......

§ 17. Головки громкоговорителей и телефоны

§ 18. Головки звукоснимателей ....

§ 19. Магнитные головки.....



Глава IV. Электровакуумные приборы

§ 20. Краткие сведения

§21. Условные обозначения

§ 22. Параметры

Глава V. Полупроводниковые диоды ......

§ 23. Условные обозначения полупроводниковых диодов

§ 24. Характеристики и параметры выпрямительных и уни­версальных диодов ........

§ 25. Выпрямительные столбы и блоки .

ij 26. Импульсные диоды........

§ 27. Стабилитроны..........

§ 28. Варикапы . . ........

§ 29. Туннельные и обращенные диоды ....

§ 30. Тиристоры...........

§ 31. Свстодиоды...........

Глава VI. Транзисторы...........

§ 32. Общие сведения..........

§ 33. Характеристики и параметры......

§ 34. Классификация и обозначение транзисторов. Правила монтажа и эксплуатации........

§ 35. Транзисторы малой мощности......

§ 36. Транзисторы средней мощности......

§ 37. Транзисторы большой мощности......

§ 38. Полевые транзисторы.........

Глава VII. Электронные усилители.......

§ 39. Общие сведения..........

§ 40. Основные показатели.........

§ 41. Обратная связь в усилителях и схемы их построения

§ 42. Рабочие режимы усилительных элементов

§ 43. Способы обеспечения рабочего режима транзистора

§ 44. Сравнение схем включения транзисторов

§ 45. Выходные каскады усилителей......

§ 46. Каскады предварительного усиления . . . .

§ 47. Эмиттерные повторители и фазоннверсные усилители

§ 48. Усилители постоянного тока .......

Глава VIII. Генераторы гармонических колебаний

§ 49. Устройство и принцип действия генераторов

§ 50. Рабочие режимы генераторов......

§ 53. Схемы автогенераторов........

§ 52. Стабилизация частоты генераторов ....

Глава IX. Радиовещательные приемники.....

§ 53. Основные качественные показатели приемников .

§ 54. Классификация приемников.......

§ 55. Структурные схемы приемников.......

§ 56. Входные устройства приемников.....

§ 57. Усилители радиочастот.........

§ 58. Преобразователи частоты........

§ 59. Усилители промежуточной частоты.....

§ 60. Детекторы............

§ 61. Вспомогательные устройства высокочастотного трак­та приемника ...........



§ 62. Усилители напряжения модулирующей частоты

Глава X. Интегральные микросхемы.....,

§ 63. Общие сведения об интегральных устройствах

§ 64. Классификация интегральных схем.....

§ 65. Условные обозначения интегральных схем

§ 66. Полупроводниковые линейно-импульсные микросхемы

§ 67. Гибридные линейно-импульсные микросхемы

ББК 32.844

Б75

УДК 621.396.66

Рецензент — проф. А. А. Устинский (Московский институт инже­неров железнодорожного транспорта).

Со всеми замечаниями и предложениями просим обращаться по адресу: 101430, Москвй, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа».

Бодиловский 3. Г.

Б75 Справочник молодого радиста: 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1983. — 320 с., ил. — (Профтехобразование. Библиотечная серия). В пер. № 5: 1 р. 20 к., в пер. № 7: 1 р. 40 к.

В справочнике приведены основные сведения об электрорадиома-териалах, компонентах и элементах радиоаппаратуры, кратко рассмот­рены устройство и принципы действия важнейших радиотехнических установок.

В настоящем издании главы «Электроакустические приборы», «Полупроводниковые диоды», «Транзисторы», «Электронные усилите­ли» вновь написаны и введена новая глава «Интегральные микросхе­мы». Материал остальных глав существенно переработан и дополнен.

Справочник предназначен для учащихся и инженерно-педагогиче­ских работников учебных заведений профтехобразования и может быть использован радиолюбителями, а также широким кругом лиц, интере­сующихся вопросами радиоэлектроники.

Справочник рекомендован к изданию Государственным комитетом СССР по профессионально-техническому образованию.

2402020000-332

052(01) — 83

19 — 83

БИБЛИОТЕЧНАЯ СЕРИЯ

Василий Георгиевич Бодиловский

 

СПРАВОЧНИК МОЛОДОГО РАДИСТА

 

ББК 32.844 6Ф2.12

Редактор М. В. Золоева.

Художественный редактор Т. В. Панина.

Художник А. И. Шавард.

Технический редактор Л. А. Григорчук.

Корректор В. В. Кожуткина

ИБ № 3427

Изд. № ЭГ — 10. Сдано в набор 18.10.82.Подп. в печать 06.07.83. Т-03871.

Формат 84Х108 1/32- Бум. тип. № 3. Гарнитура литературная. Печать высокая.

Объем 16,8 усл. печ л. 17,11 усл.. кр.-отт. 20,5 уч.-изд. л. Тираж 320000 экз,

Зак. № 267 Цена в пер. № 5: 1 р. 20 к.; в пер. № 7: 1 р. 40 к.

Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14

Владимирская типография «Союзполиграфпрома» при Государственном

комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли

600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7

© Издательство «Высшая школа», 1975 © Издательство «Высшая школа», 1983, с изменениями

OCR Pirat


Головки звукоснимателей


Для воспроизведения грамзаписи (в проигрывателях, электро­фонах, радиолах) служат пьезоэлектрические звукосниматели. Основным узлом звукоснимателя, определяющим качество воспроизве­дения звука, является пьезокерамическая головка (рис. 27), кото­рая состоит из пластмассового корпуса 5 с закрепленными в нем пьезоэлементом 3, иглодержателем с иглой 4, выводами 1 для под­ключения усилителя, устройством поворота (смены) иглы 2 Голов­ка вставляется в пазы тонарма и гнезда разъема, чем обеспечивается требуемое положение иглы по отношению к пластинке и элект­рический контакт выводов пьезоэлемента с входом усилителя.

Рис. 27. Головка звукоснимателя ГЗКУ-631Р

В настоящее время выпущено несколько типов головок звуко­снимателей, позволяющих воспроизводить запись только с долгоиг­рающих пластинок (ЗЗ 1/3 мин-1), или универсальных, допускающих работу (путем смены иглы) как с обычными, так и с долгоиграю­щими пластинками. В большинстве звукоснимателей иглу меняют поворотом иглодержателя. В-старых конструкциях головок при пе­реходе от обычной к долгоиграющей пластинке изменялось положе­ние головки звукоснимателя.

Необходимость смены иглы вызывается тем, что и обычных пла­стинках звуковая канавка имеет глубину 50 и ширину 150 мкм при радиусе закругления до 30 мкм. У долгоиграющих пластинок глуби­на канавки около 18 мкм, ширина до 50 мкм, а радиус закругления не превышает 10 мкм. Эти размеры определяют различную форму иглы головки звукоснимателя, поэтому во избежание порчи звуко­вой канавки недопустима работа с иглами не своего размера.

В современных пьезоэлектрических звукоснимателях применяют иглы из корунда или искусственного алмаза. В разных конструкциях головок длина игл составляет от 0,8 до 1,5 мм, а радиус закругле­ния острия — от 10 до 70 мкм. Игла запрессована в металлический иглодержатель, который через эластичную (пластмассовую или ре­зиновую) муфту соединен с пьезоэлементом. В современных голов­ках элемент изготовлен из пьезокерамики, обладающей большей механической прочностью, чем пьезоэлементы из сегнетоэлектриков в старых головках.
Головки пьезоэлектрических стереозвукоснима- телей отличаются от монофонических числом пьезоэлементов (два вместо одного).

При воспроизведении грамзаписи игла звукоснимателя, двигаясь по звуковой канавке, совершает сложные колебания, которые через иглодержатель и эластичную муфту передаются пьезоэлементу. Бла­годаря этим механическим воздействиям колеблющегося иглодер­жателя на обкладках пьезоэлемента создается эдс звуйовой часто­ты, которую затем подают на усилитель.

Основными параметрами, характеризующими звукосниматели, являются чувствительность, максимальная эдс и диапазон рабочих частот.

Таблица 53

Тип пластинки

 

 Обозначения на головках звукоснимателей

знак

цвет

Обычная (МШ) 78 мин-1

78

Зеленый

Долгоиграющая монофоническая М(МУ) 33 1/з мин-1

Л

Красный

Долгоиграющая моно- и стереофони­ческая М(МУ); С (СМ) 33 1/3 мин-1

ОО

Голубой

Чувствительность звукоснимателей с пьезоэлектрической голов­кой составляет 5 — 10 В-с/м, максимальная эдс — 0,2 — 0,25 В, а диапазон рабочих частот — от 50 до 12500 Гц при неравномерности частотной характеристики до 10 дБ.

Пьезоэлектрические головки имеют буквенно-цифровое обозна­чение, определяющее ее тип и конструкцию (например, обозначение ГЗКУ631 расшифровывается так: буквы означают, что головка зву­коснимателя керамическая универсальная, а цифры — номер и тип разработки). Если в головке использована алмазная игла, в обозна­чение вводят букву А.

Условные обозначения (табл. 53) обычно наносят на головки или переключатели игл. Выводы головок стереофонических звуко­снимателей различают по цвету проводников. Цвета, соответствую­щие номерам выводов и каналам звукового тракта, приведены в табл. 54.

Таблица 54

 

Вывод

 

 Маркировка выводов головок стереозвукоснимателей

 
номер вывода

цвет провода

Левый канал

1

Белый

Общий (земля)

2

Черный

Правый канал

3

Красный

Левый канал

1

Белый

Левый канал (земля)

2

Синий

Правый канал

3

Красный

Правый канал (земля)

4

Зеленый



Характеристики и параметры выпрямительных и универсальных диодов


Выпрямительные диоды служат для выпрямления переменного тока низкой частоты. В основе выпрямительных свойств этих диодов лежит принцип односторонней проводимости электронно-дырочных р-и-переходов.

Универсальные диоды используют в различной радиоэлектрон­ной аппаратуре в качестве выпрямителей переменного тока высбКйх

и низких частот, умножителей и преобразователей частоты, детекто­ров больших и малых с7итналов и т. д.

Диапазон рабочих токов и напряжений выпрямительных и уни­версальных диодов очень широк, поэтому они выпускаются как с точечным (рис. 35,а), так и плоскостным (рис. 35,6) р-n-переходом в структуре полупроводника с площадями от десятых долей квад­ратного миллиметра до несколь­ких квадратных сантиметров. Обычно в универсальных диодах используются переходы с малыми площадями и емкостями, но с от­носительно высокими значениями прямых токов и обратных напря­жений. Этим требованиям удовлет­воряют точечные, микросплавные плоскостные и мезапланарные дио­ды. Характеристики и параметры универсальных диодов те же, что и у выпрямительных диодов.

Вольтамперная характеристи­ка (ВАХ) выпрямительных диодов выражает зависимость тока, про­ходящего через диод, от значения и полярности приложенного к нему постоянного напряжения (рис. 36). Прямая ветвь характеристики Iпр=ф(UПр) показывает зависи­мость .тока через диод при прямой пропускной полярности приложен­ного напряжения. Сила прямрго тока (участок О А) экспоненциаль­но зависит от приложенного к диоду прямого напряжения и может достигать больших значений при малом (порядка 0,3 — 1 В) падении напряжения на диоде.


Рис. 35. Устройство диодов:

с — точечного, б — плоскостного; 1 — тоководы, 2 — корпус, 3 — монокристалл, 4 — изолятор


Рис. 36. Вольтампецная характеристика выпря­мительных диодов

Обратная ветвь характеристики Iобр=ф(Uобр) соответствует не­проводящему направлению тока через диод при обратной полярно­сти приложенного к диоду напряжения.
Обратный ток (участок. ОД) незначительно зависит от приложенного обратного напряжения. При относительно большом обратном напряжении (точка В на характе­ристике) наступает электрический пробой р-n-перехода, при кото­ром быстро увеличивается обратный ток, что может привести к теп­ловому пробою и повреждению диода. При повышении температуры возрастут тепловой ток и ток генерации носителей зарядов в пере­ходе, что приведет к увеличению прямого и обратного токов и сме­щению характеристик диода.

Свойства и взаимозаменяемость диодов оценивают по их пара­метрам. К основным параметрам относят токи и напряжения, свя­занные с ВАХ (см. рис. 36).

Диоды применяют в цепях как переменного, так и постоянного тока. Поэтому для оценки свойств диодов наряду с параметрами на постоянном токе пользуются дифференциальными параметрами, ха­рактеризующими их работу на переменном токе.

Выпрямленный (прямой) ток Iпр представляет собой ток (сред­нее значение за период), проходящий через диод, при котором обес­печивается его надежная и длительная работа. Сила этого тока ог­раничивается разогревом или максимальной мощностью Рмакс. Пре­вышение прямого тока ведет к тепловому пробою и повреждению диода.

Прямое падение напряжения UПр.Ср — среднее значение за пери­од на диоде при прохождении через него допустимого прямого тока.

Допустимое обратное напряжение U0бр — среднее значение за период, при котором обеспечивается надежная и длительная работа диода. Превышение обратного напряжения приводит к пробою и вы­ходу диодов из строя. При повышении температуры значения об-ратного напряжения и прямого тока снижаются.

Обратный ток Iобр — среднее значение за период обратного то­ка при допустимом Uобр. Чем меньше обратный ток, тем лучше Вы­прямительные свойства диода. Повышение температуры на каждые 10 °С приводит к увеличению обратного тока у германиевых « крем­ниевых диодов, в 1,5 — 2 раза и более.

Максимальная постоянная, или средняя за период мощность Pмакс, рассеиваемая диодом, при которой диод может длительно ра­ботать, не изменяя своих параметров.


Эта мощность складывается из суммы произведений токов и напряжений при прямом и обрат­ном смещениях перехода, т. е. за положительный и отрицательный полупериоды переменного тока.

Для приборов большой мощности, работающих с хорошим теплоотводом, Pмакс=(Tп.макс — Тк)/Rпк.

Для приборов малой мощности, работающих без теплоотвода,

Pмакс = (Tп.макс — Т с) /Rп.с.

Максимальная температура перехода Гп.макс зависит от мате­риала (ширины запрещенной зоны) полупроводника и степени его легирования, т. е. от удельного сопротивления области р-n-перехода — базы. Диапазон Гп.макс для германия лежит в пределах 80 — 110°С, а для кремния 150 — 220 °С.

Тепловое сопротивление Rп.к между переходом и корпусом оп­ределяется температурным перепадом между переходом Тп и кор­пусом Tк и средней выделяемой в переходе мощностью Ра и состав­ляет 1 — 3°С/Вт: Ra.K=(Ta — TK)/Pa.

Тепловое сопротивление Rn c между переходом и окружающей средой зависит от температурного перепада между переходом Тп и окружающей средой Тс. Поскольку практически RПK<RK с, то Rn с определяется тепловым сопротивлением между корпусом при­бора и окружающей средой- Rnc=(Ta — Tc)/Pn=Rn K+RK c. Для обычных широко распространенных корпусов Ra c=0,2 — 0,4 °С/мВт.

Предельный режим использования диодов характеризуют мак­симально допустимое обратное напряжение UОбр макс, максимальный выпрямительный ток IПр макс (см. рис. 36) и максимальная темпера­тура перехода ТПмакс

С повышением частоты переменного напряжения, подводимого к диоду, ухудшаются его выпрямительные свойства. Поэтому для определения свойств выпрямительных диодов обычно оговаривается диапазон рабочих частот Дf или максимальная частота выпрямле­ния fмакс На частотах, больших fмакс, не успевают скомпенсировать-ся накопленные за время прямого полупериода неосновные носите­ли заряда в базе, поэтому при обратном полупериоде выпрямляемо­го напряжения переход некоторое время остается прямосмещенным (т е теряет свои выпрямительные свойства).


Это свойство прояв­ ляется тем значительнее, чем больше импульс прямого тока или вы­ше частота подводимого переменного напряжения Кроме того, на высоких частотах начинает проявляться шунтирующее действие барьерной и диффузионной емкостей p-n-перехода, снижающих его выпрямительные свойства

При расчете режима выпрямителей используются статическое со­противление постоянному току и дифференциальное сопротивление диодов переменному току

Дифференциальное сопротивление переменному току rдиф=dU/dI или rДиф=ДU/ДI определяет изменение тока через диод при изменении напряжения вблизи выбранной рабочей точки на харак­теристике диода. При прямом включении напряжения rдиф Пр=0,026/ /IПр и токе IПр>10 мА оно составляет несколько омов При под­ключении обратного напряжения rДИф обр велико (от десятков ки-лоомов до нескольких мегаомов).

Статическое сопротивление диода постоянному току гпрд = UПр/Iпр, rобр д = Uобр/Iобр В Области прямых токов rПр д>rдиф пр, а в области обратных r0бр д<rдифобр Поскольку электрическое со­противление p-n-перехода в прямом направлении меньше, чем в об­ратном, диод обладает односторонней проводимостью и использует­ся для выпрямления переменного тока

Емкости диодов оказывают существенное влияние на их работу на высоких частотах и в импульсных режимах. В паспортных дан­ных диодов обычно приводится общая емкость диода Сд, которая помимо барьерной и диффузионной включает емкость корпуса при­бора Эту емкость измеряют между внешними токоотводами диода при заданных обратном напряжении смещения и частоте тока

Выпрямительные диоды. Кремниевые сплавные диоды Д226Б — Д226Д (рис. 37, а) выпускаются в металлическом сварном корпусе с гибкими выводами с граничной рабочей частотой 1 кГц, массой не более 2 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до 4-80°С и сроком службы не менее 5000 ч. Электрические параметры диодов приведены в табл 67.

Кремниевые сплавные диоды Д246 — Д248Б (рис 37, б) выпус­каются в металлическом корпусе со стеклянными изоляторами и вин­том для крепления, с граничной частотой 1 кГц, массой не более18 г, с диапазоном рабочих температур от — 55 до +1259С и сроком службы 1200 ч.


Электрические параметры диодов приведены в табл. 68.

Таблица 67

Параметры

Типы диодов

Д226Б

Д226В

Д226Г

Д226Д

Амплитуда обратного напряже­ния, В, при температуре, °С: от — 60 до +50

400

300

200

100

80

300

200

150

70

Обратный ток, мкА (не более), при температуре, °С:

 

  

  

  
20 и 60

100

80

300

Выпрямленный ток, мА (не бо­лее), при температуре, °С: от — 60 до +50

300

80

200

Прямое напряжение, В, при 20 и 80 °С

Не более 1



Рис 37. Общий вид и габаритные размеры выпря« мительных диодов (а — е)

Таблица 68

Типы диодов
Параметры

 Д246

 Д246А

 Д246Б

 Д247

 Д247Б

 Д248Б
Амплитуда обратного напряжения, В

 400

 400

 400

 500

 500

 600
Обратный ток, мА, при температуре 20, 100 и -55 °С

 3

 3

 3

 3

 3

 3
Выпрямленный ток, А, при температуре кор­пуса, °С: до 75

 10

 5

 10

 5

 5
125

 5

 10

 2

 5

 2

 2
Прямое Напряжение, В

 1,2

 1,0

 1,5

 1,2

 1,5

 1,5
Германиевые сплавные диоды Д302 — Д305 (рис. 37, в) выпус­каются в металлическом сварном корпусе с винтом и гайкой для крепления на теплоотводящем шасси толщиной 3 мм следующих раз­меров: 54X34 мм2 (ДЗОЗ), 72x60 мм2 (Д304), 134X122 мм2 (Д305). Диоды изготовляют массой 25 г (без радиатора), с диапа­зоном рабочих температур от — 60 до +70°С и сроком службы 5000 ч. Электрические параметры приведены в табл. 69.

Кремниевые сплавные диоды КД202 (А — Ж, И — Н, Р, С) выпус­каются в металлическом корпусе (рис. 37, г) с. винтом, с граничной рабочей частотой 1,2 кГц, массой 6 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до +120°С и сроком службы 10000 ч. Электрические параметры диодов приведены в табл. 70.

Таблица 69

Параметры

 Типы диодов
Д302

 Д303

 Д304

 Д305
Амплитуда обратного напряжения, В,
при температуре, °С:
от 20 до — 60

 200

 150

 100

 50
при 50

 120

 120

 100

 50
при 70

 50

 -50

 50

 50
Обратный ток, мА, при температуре, °С:
20

 0,8

 1

 2

 2,5
50

 1,5

 2

 5

 10
70

 3

 4

 10

 20
Выпрямленный ток, А, при температу-
ре, °С:
от 20 до — 60

 1

 3

 5

 10
50

 1

 2,5

 3

 6,5
70

 0,8

 1,5

 1,8

 3 .
Прямое напряжение, В, при 20 °С

 0,3

 0,35

 0,3

 0,35



Таблица 70

Параметры

 КД202А и КА202Б

 КД202В и КД202Г

 КД202Д и КД202Е

 КД202Ж и КД202И

 КД202К и КД202Л

 КД202М и КД202Н

 КД202Р и КД202С
Амплитуда обрат­ного напряже­ния, В

 50

 100

 200

 300

 400

 500

 600
Обратный ток, мА

 1

 1

 1

 1

 1

 1

 1
Выпрямленный ток, A f

 5 и 3,5

 5 и 3,5

 5 и 3,5

 5 и 3,5

 5 и 3,5

 5 и 3,5

 5 и 3,5
Прямое напряже­ние, В, при пря­мом токе 10 А

 1

 1

 1

 1

 1

 1

 1
Ток перегрузки. А, в течение 1,5 с при температуре корпуса 25 °С

 9

 9

 9

 9

 9

 9

 9
Параметры

 Типы диодов

  
КД203А

 КД203Б

 КД203В

 КД203Г

 КД203Д

  
Амплитуда обратного напряжения, В, при температуре от — 55 до +100 °С

 600

 800

 800

 1000

 1000

  
Обратный ток, мА, при максимальном обрат­ном напряжении

 J,$

 1,5

 1,5

 1,5

 1,5

  
Выпрямленный ток, А, при температуре кор­пуса, °С:

  
от — 55 до +55

 10

 10

 10

 10

 10

  
100

 10

 5

 10

 5

 10

  
Прямое напряжение, В, при температуре и среднем прямом токе:

  
25 и — 55 °С и 10 А

 1

  
100 °С и 5 А

 1

  
Постоянное обратное на­пряжение, В

 420

 560

 560

 700

 700

  
Ток перегрузки, А, на частоте 50 Гц в тече­ние времени:

 -

  
1,5 с при Uобр < Uобр макс

 Трехкратный

  
50 с при Uобр<

<2Uобр макс

 Пятикратный

  
Кремниевые сплавные диоды КД203 (А — Д) выпускаются в ме­таллическом корпусе (см. рис. 37, б) с винтом с граничной рабочей частотой 1 кГц, массой (в комплекте) до 18 г, с диапазоном рабо­чих температур от — 55 до +100 °С. Электрические параметры дио­дов приведены в табл. 71.

Кремниевые диффузионные диоды КД204 (А — В) выпускаются в металлическом корпусе с винтом (см. рис. 37, б) с граничной рабо­чей частотой 50 кГц, массой до 5,1 г, с диапазоном рабочих тем­ператур от — 55 до +85°С.


Электрические параметры диодов приве­дены в табл. 72.

Таблица 72

Типы диодов

Параметры

 КД204А

 КД204Б

 КД204В

  
Постоянное и импульсное обратное напряжение, В, при температуре от — 55 до + 85°С

 400

 200

 50

  
Обратный ток, мкА, при U0бр = Uобр.макс и температуре, °С: + 25 и — 55

 150

 .100

 50

  
85

 2000

 1000

 500

  
Постоянный прямой ток, А, диодов с радиатором 60x60 мм2 при тем­пературе, °С:

  
от — 55 до +55

 0,4

 0,6

 1,0

  
85

 0,2

 0,25

 0,4

  
без радиатора при температуре, °С: от — 55 до +55

 0,3

 0,35

 0,6

  
85

 0,15

 0,175

 0,2

  
Постоянное прямое напряжение, В, при прямом токе 600 мА и темпе­ратуре, °С:

  
25 и 85

 1,4

 1.4

 1,4

  
— 55

 1,6

 1,6

 1,6

  
 

 Типы диодов

 
Параметры

КД205А

КД205Б

КД205В

КД205Г

КД205Д

КД205Е

КД205Ж

КД205И

КД205К

КД205Л

Выпрямленный

500

500

500

500

500

300

500

300

700

700

ток, мА

 

  

  

  

  

  

  

  

  

  
Обратное по-

500

400

300

200

100

500

600

700

100

200

стоянное на-

 

  

  

  

  

  

  

  

  

  
пряжение, В

 

  

  

  

  

  

  

  

  

  
Прямое напряжение, В .... 1

Обратный ток, мкА, при темпера­туре, °С:

25............ 100

85........... . 200

Кремниевые диффузионные дыоды КД205 (А — Д, И, К, Л) вы­пускаются в пластмассовом корпусе (см. рис. 37,6), в котором раз-мещается по два изолированных диода. Диоды изготовляют с гра­ничной рабочей частотой 5 кГц, массой до 6 г, с диапазоном рабо--чих температур от — 40 до + 85°С. Электрические параметры дио­дов приведены в табл. 73.

Кремниевые мезадиффузионные лавинные диоды КД206 (А — В) выпускаются в металлическом корпусе (рис. 37, д) ч: винтом с гра­ничной рабочей частотой 1 кГц, массой 9 г (в комплекте), с диапазо­ном рабочих температур от — 60 до+125°С.


Электрические парамет­ры диодов приведены в табл. 74.

Таблица 74

Параметры

Типы диодов

КД205А

КД206Б

КД205В

Амплитуда обратного напряжения,

400

500

600

В, любой формы и периодичности Постоянный обратный ток, мА, при температуре, °С: от +25 до — 60

0,7

0,7

0,7

- 125

1,5

1,5

1,5

Выпрямленный ток, А, при темпера­туре корпуса, °С: от — 60 до +70

10

10

10

85

5

5

5

Постоянное прямое напряжение, В, при прямом токе, А:

 

  

  
1

1,2

1,2

1,2

10

1,5

1,5

1,5

Импульсный прямой ток, А, при

Тимп<10 МКС

100

100

100

Импульсный перегрузочный обрат­ный ток, А, при тЪмп=20 мкс

5

3

1

Минимальное пробивное напряжение, В, при Iобр =2 мА

500

600

720

Кремниевые диффузионные диоды КД209 (А — В) выпускаются в пластмассовом корпусе (рис. 37, ж) с граничной рабочей часто­той 1 кГц, массой до 0,5 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до +85°С. Маркировочная метка на корпусе КД209А — красная полоса, КД209Б — зеленая точка, КД209В — красная точка или по­лоса. Электрические параметры диодов приведены в табл. 75.

Универсальные диоды. Германиевые диоды ГД402 (А, Б) приме­няются в радиотехнических и измерительных устройствах в качестве амплитудных, частотных, фазовых и видеодетекторов, выпрямителей высокой частоты, а также в коммутационных и ограничительных схемах устройств связи Они выпускаются в стеклянном герметич­ном корпусе (рис. 38, а) с предельной частотой 100 МГц, массой 0,2 г, с диапазоном рабочих температур от — 55 до +60°С. Элек­трические параметры диодов приведены в табл. 76.

Таблица 75

Параметры

Типы диодов

КД209А

КД209Б

КД209В

Постоянное или импульсное обратное

напряжение, В

400

 

 600

 

 800

 
Средний прямой ток, мА, при тем-

пературе, °С:

 

  

  
от — 60 до +55

700

700

500

85

700

500

300

Постоянный обратный ток, мкА, при

Uобр = Uобр макс и температуре, °С:

+ 25 и — 60

100

100

100

85

300

300

300

Импульсный прямой ток, А, при

15

15

15

Тимп<20 мкс с интервалом до

 

  

  
5 мин

 

  

  
Постоянное прямое напряжение, В,

1

1

1

при Iпр = Iпр макс и температуре

 

  

  
25 °С

 

  

  





Рис. 38. Общий вид и габаритные размеры универсальных диодов (а — д)

Таблица 76

Параметры

 Типы диодов

ГД402А

ГД402Б

Обратное напряжение, В, любой формы и периодичности

 15

15

Обратный ток, мкА, при Uобр=10 В

100

100

Прямой ток, мА, при температуре, °С: от — 55 до +25

25

25

60

20

20

Прямое напряжение, В, при Iпр=15 мА

0,45

0,45

Импульсный прямой ток IПр и макс, мА, при

Тимп — 10 МКС

100

100

Дифференциальное сопротивление, Ом, при Iпр=15 мА и температуре 25 °С

4,5

6

Емкость диода, пФ, при (Уобр = 5 В

0,8

0,5

Таблица 77

Параметры

Типы диодов

ГД403А

ГД403Б

ГД403В

Обратное напряжение, В

5

5

5

Прямой тсцк, мА, при UПр =0,5 В

5

5

5

Коэффициент передачи при температуре, °С

0,33 — 0,47

0,4 — 0,56

0,47 — 0,66

 — 25

0,18 — 0,26

0,22 — 0;35

0,26 — 0,045

Входное сопротивление, кОм, при температуре, °С:

 

  

  
+ 25

15 — 30

11 — 24

8 — 20

 — 25

22 — 37

18 — 31

15 — 27

Германиевые диоды ГД403 (А, Б, В) служат для работы в ка­честве детекторов радиотехнических устройств. Они выпускаются в металлическом корпусе (рис. 38, б) массой 0,6 г, с диапазоном рабочих температур от — 25 до + 55°С. Электрические параметры дио­дов приведены в табл. 77.

Таблица 78

Параметры

Типы диодов

КД407А

КД409А

Амплитуда обратного напряжения, В Обратный ток, мкА, при температуре, °Сз

24

24

25

0, 5

0,5

100

10

10

Средний прямой ток, мА, при температуре, °С: от — 60 до +35

50

50

100

25

25

Наибольший импульсный прямой ток, мА, при Тимп<10 мкс, скважности более 10 и тем­пературе, °С: от — 60 до +35

500

500

100

Дифференциальное сопротивление при IПр = 10 мА в диапазоне частот, МГц: f=50-100

250

250 1

f=50-300

1

 —

Емкость, пФ, при обратном напряжении, Вз 5

1

—

15 , Индуктивность, нГн

5

2 4

Мощность, Вт, при Rн = 75 Ом в диапазоне частот 50 — 300 МГц

1

-




Кремниевые диоды КД407А, КД409А. Диоды КД407А исполь­зуют для работы в коммутационных схемах аппаратуры широкого применения и выпускают в стеклянном корпусе (рис. 38, в) массой 0,3 г, а диоды КД409А применяют для работы в селекторах теле­визионных каналов и другой аппаратуре и выпускают в пластмас­совом корпусе (рис. 38, г) массой 0,16 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до 100 °С для обоих типов. Электрические пара­метры диодов приведены в табл. 78.

Кремниевые диоды КД411 (А — Г, рис. 38, д) выпускают с диа­пазоном рабочих температур от — 40 до +90°С. Электрические па­раметры диодов приведены в табл. 79.

Таблица 79

Параметры

Типы диодов

КД411А

КД411Б

КД411В

КД411Г

Постоянное обратное на­пряжение, В

700

600

500

400

Обратный ток, . мкА, при температуре от +70 до — 40 °С

0,7

0,7

0,7

0,7

Постоянное прямое напря­жение, В, при прямом то­ке

1,4

1,4

1,4

2

Постоянный прямой ток, А, при температуре от — 40 до + 70°С

1

1

1

1

Прямой импульсный ток, А, при частоте следования импульсов и температуре:

 

  

  

  
до 20 кГц и от — 40 до + 70°С

5

5

 —

 —

до 500 Гц и рабочей

10

10

10

10

 

§ 25. Выпрямительные столбы и блоки

Выпрямительные столбы используют в высоковольтных выпря­мителях, а блоки — в мостовых схемах выпрямителей и схемах уд­воения выпрямленного напряжения. Параметры и ВАХ столбов и блоков те же, что и у выпрямительных диодов.

Кремниевые диффузионные столбы КЦ106 (А — Д) выпускаются в пластмассовом корпусе (рис. 39, а) с граничной частотой 20 кГц, массой до 25 г, с диапазоном рабочих температур от — 55 до +85°С. Положительный вывод столба обозначается черной точкой на торце его корпуса. Электрические параметры столбов приведены в. табл. 80.

Кремниевые .столбы КЦ201 (А — Е) применяются для работы в выпрямителях статических преобразователей и выпускаются в пласт­массовом корпусе (рис. 39, б) с граничной рабочей частотой 1 кГц, массой 40 г (КЦ201А, КЦ201Б), 70 г (КЦ201В — КЦ201Д) и 90 г (КЦ201Е), с диапазоном рабочих температур от — 60 до +100°С.





Рис. 39. Диодные блоки, (а — КЦ106А — Д, б — КЦ201А — Е, в,

г — KU401) и схемы соединения диодов в блоках (д, е — удвоения, ас — мостовая)

Таблица 80

Параметры

Типы диодов

КШ06А

КШ06Б

КЦ106В

КЦ106Г

КЦ106Д

Амллитуда обрат­ного напряже­ния, кВ

4

6

8

10

2

Обратный ток, мкА, при Uобр =

10

10

10

10

10

Средний выпрям­ленный ток, мА

10

10

10

10

10

Прямое напряже­ние, В, при Iпр=10 мА и 25 °С

25

25

25

 25

25

Импульсный пря­мой ток, А, при

Тимп<50 МКС С

интервалом 60 с

1

1

1

1

1

Столбы состоят из диффузионных лавинных переходов. Электричес­кие параметры столбов приведены в табл. 81.

Таблица 81

Параметры

Типы столбов

КЦ201А

КЦ201Б

КЦ201В

КЦ201Г

КЦ201Д

КЦ201Е

Импульсные (си­нусоидальные) напряжения, кВ, при f=50 Гц

2

4

6

8

10

15

Обратный ток,

мкА

100

100

100

100

100

100

Средний выпрям­ленный ток, мА

500

500

500

500

500

500

Прямое напряже­ние, В

3

3

6

6

6

10

Общее тепловое сопротивление столбов, °С/Вт

32

32

15

15

15

15

Кремниевые сплавные диоды (блоки) КЦ401 выпускаются в пластмассовом корпусе (рис. 39, в, г) с граничной рабочей частотой 1 кГц, с диапазоном рабочих температур от — 55 до +60 °С и сро­ком службы не менее 10 000 ч. Внутри блоков диоды могут быть соединены по схеме удвоения напряжения (КЦ401А, КЦ401Б, рис. 39, д, е) и мостовой схеме (КЦ401Б, рис. 39, ж). Запрещается последо­вательное и параллельное включение блоков. Электрические пара­метры диодов (блоков) приведены в табл. 82.

Таблица 82

Параметры

Типы диодов (блоков)

КЦ401А

КЦ401Б

КЦ401Б

(схема моста)

(схема удвоения)

Постоянное обратное напряжение, В, при соединении диодов в мост или на каждое плечо при соединении по схеме удвоения

500

500

500

Постоянный обратный ток, мкА

100

100

100

Средний выпрямленный ток, мА: первого плеча

400

200

250

второго плеча

300

200

250

Постоянное прямое напряжение, В, на каждом плече при среднем пря­мом токе 250 мА

2,5

2,5

2,5




Кремниевые диффузионные блоки КЦ402 — КЦ405 (А — И) вы­пускаются в пластмассовом корпусе (рис. 40, а — г), массой 7 г (КЦ402А-КЦ402И), 15 г (КЦ403А-КЦ403И и КЦ404А-КЦ404И) и 20 г (КЦ405А — КЦ405И), с диапазоном рабочих температур от — 40 до +85°C. Блоки собраны по однофазной мостовой схеме. Элек­трические параметры блоков приведены в табл 83.



Рис. 40. Блоки и схемы соединения диодов в них: 0-КЩ02А-И, 6-КЦ403А-И, в-КЦ404А-И, г-КЦ405А-И

Таблица 83

Параметры

Типы блоков КЦ402 — КЦ405

А

в 1

в

Г

д

в

ж

и

Амплитуда обрат­ного напряже­ния, В

600

500

400

300

200

100

600

500

Средний выпрям­ленный ток, А, на частоте f<5 кГц.

1

1

1

1

1

1

0,6,

0,6

Кремниевые блоки КЦ407А выпускаются в пластмассовом кор­пусе (рис. 41, а) с граничной частотой 20 кГц, массой 0,5 г, с диа­пазоном рабочих температур от — 60 до +55 °С. Блок содержит четыре диода, изготовленных по мезадиффузионной технологии и соединенных по мостовой схеме (рис. 41,6).

При включении блока в качестве выпрямительного моста (при работе на активную нагрузку) напряжение на входе (амплитудное значение) равно 300 В, средний выпрямленный ток на выходе — 500 мА, а при включении блока выводами 1 (6) и 8(4) (при изо­лированных выводах 2 и 5) обратное напряжение (амплитудное значение) при температуре от — 60 до +85 °С равно 500 В, посто­янный или средний прямой ток — 300 мА



Рис. 41. Блок КЦ407А(а) и схема соединения диодов в нем (б)



Импульсные диоды


Импульсные диоды пригодны к работе в быстродействующих импульсных схемах с очень малым (менее 1 икс) временем переклю­чения их из проводящего в непроводящее состояние Время переключения этих диодов в основном определяется временем накопления в базе и экстракции неосновных носителей заряда За счет уменьше­ния площади р-л-перехода обеспечивается малая емкость диодов.

Рис 42 Схема включения импульсного диода (а), эпюры прило­женного импульсного напряжения (б), тока (в) и процессы в базе (г)

Свойства импульсных диодов оценивают теми же характеристи­ками и параметрами, что и у выпрямительных диодов. Импульсные свойства диодов дополнительно характеризуются величиной заряда

Переключения Qn или временем восстановления. Заряд переключения нормируется при заданном прямом и обратном напряжении. Он пред­ставляет собой полный электрический заряд, переносимый во внеш­нюю цепь обратным током диода после его переключения с прямого тока на импульсное обратное напряжение.

Рис. 43 Общий вид и габаритные размеры импульсных диодов (а — г)

Под воздействием прямого входного напряжения UBX пр (рис 42, а, б) через диод проходит прямой ток IПр (рис. 42, в), который оп­ределяется как прямым напряжением UПр, так и сопротивлениями прямосмещенного перехода гпр и нагрузки RH (см. рис. 42, а). В момент времени to (см. рис. 42, б) меняется полярность приложенного напряжения на обратное U0бр и, вследствие чего из­меняется на обратное и направление тока (рис. 42, в). Однако нако­пившиеся в базе неосновные носители некоторое время удерживают переход под прямым смещением, в результате чего сопротивление перехода остается небольшим и через диод проходит относительно большой обратный ток IОбр и, превышающий обратный ток устано­вившегося режима Iо (Iобр и > Iо). Сила этого тока определяется зна­чением обратного напряжения U0бр и и сопротивлением нагрузки RH. В интервале времени рассасывания tp происходит экстракция ды­рок из базы в змиттерную область р и одновременно их частичная рекомбинация.
К концу этого процесса концентрация дырок рп в базе снижается до равновесной рпо (имеющей место при потенциа­ле перехода U=0, рис. 42, г), переход получает обратное смещение, его сопротивление становится большим (rдиф=rобр), вследствие че­го ток через переход снижается (см. рис. 42, в). Время tc, В тече» ние которого происходит спад импульса тока до исходного значе­ния Iо, соответствующего равновесному режиму, называют временем восстановления (tВ0с = tс). Диффузионные диоды с плавными пере­ходами и тонкой базой обладают меньшим временем восстановления, чем точечные и сплавные с резкими р-д-переходами

Емкость импульсных диодов колеблется от 0,5 до 15 пФ. Поте­ри, а также частотные и импульсные свойства диодов характеризу­ет выходное напряжение UВых, снимаемое с нагрузки RH (см рис. 42, о) Для диодов, работающих на прямой ветви ВАХ, т. е на включение, важен температурный коэффициент напряжения ТКН, характеризующий стабильность Uпр в рабочем диапазоне температур.

Кремниевые импульсные диоды КД504А применяют в радиотех­нических и измерительных устройствах, схемах детектирования, эле­ментах ЭВМ и выпускают в металлостеклянном светонепроницаемом корпусе (рис. 43, а) с гибкими выводами, массой до 0,7 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до +100°С. Электрические па­раметры диодов приведены ниже.

Постоянное прямое напряжение, В, при IВр=100 мА и температуре, °С:

25.................. 1,2

 — 40 .................. 1,4

Постоянный обратный ток, мкА, при U06p=40 В и тем­пературе, °С:

25 ................. 2

100................ 100

Заряд переключения, Кл, при IПр=300 мА и

UобР = 30 В.............. 1,5-10~8

Максимально допустимое постоянное обратное напряжение, В, при температуре от — 60 до

+ 100° С................ 40

Максимально допустимый прямой ток, мА, при температуре, °С:

от — 60 до +35........... 240

100................ 80

Максимально допустимый импульсный прямой ток, А, при Тимп<10 мкс и температуре, °С:

25............... . 1



100................ 0,3

Емкость, пФ, при температуре 25 °С 4

Кремниевые импульсные диоды КД509А, КД510А применяют для импульсных радиоэлектронных устройств и выпускают в стеклянном светонепроницаемом корпусе (рис. 43, б) с гибкими выводами, с ди­апазоном рабочих температур от — 55 до +85 °С. Срок службы 15000 ч. Электрические параметры диодов приведены ниже.

КД509А КД510А

Постоянное прямое напряжение, В, при IПр= 100 мА и температуре, °С:

25............ 1,1

 — 55........... 1,5

Постоянный обратный ток, мкА, при Uобр=50 В и температуре, °С:

25............ 5

85............ 100

Заряд переключения, пКл, при IПр=50 мА и Uобр = 10 В...... более 400

Допустимое постоянное обратное

напряжение, В ........ 50

Допустимый постоянный прямой ток, мА, при температуре, °С:

25............ 100 200

85............ 50 100

Допустимый импульсный прямой ток, А, при ТИМП <10 мкс и темпера­туре 25 °С.......... 1,5

Допустимое импульсное обратное напряжение, В; при ТйМп<2 мкс и скважности 10......... 70

Емкость, пФ, при U0бр<50 мВ , 4

Кремниевые импульсные диоды КД513А применяют в широко­полосных ограничителях и~ детекторах, элементах ЭВМ среднего и высокого быстродействия и выпускают в пластмассовом корпусе (рис. 43, в) с гибкими выводами, массой 0,11 г, с диапазоном рабо­чих температур от — 60 до +85°С. Срок службы 10000 ч. Электри­ческие параметры диодов приведены ниже.

Постоянное прямое напряжение, В, при IПр= 100 мА и температуре 25 и 85 °С...... 1,1

Постоянный обратный ток, мкА, при U0бр=50 В и температуре,°С:

+25 и — 60.............. 5

85.................. 100

Заряд переключения, пКл, при Iпр=50 мА и Uобр=10 В................ 400

Допустимое постоянное обратное напряжение, В . 50 Допустимый постоянный прямой ток, мА, при тем­пературе, °С:

от — 60 до +35............. 100

85.................. 50

Импульсный прямой ток, А, при Тимп=10 МКС, скважности более 20 и температуре от — 60 до +35 °С ............. 1,5

Импульсное обратное напряжение, В, при Тимп =2 мкс и скважности 10.......... 70



Емкость, лФ............... 4

Кремниевые импульсные диоды КД521(А — Д) применяют в ши­рокополосных ограничителях и детекторах, элементах ЭВМ среднего и высокого быстродействия и выпускают в пластмассовом корпусе (рис. 43, г) с гибкими выводами, массой 0,15 г, с диапазоном рабо­чих температур от — 60 до +125°С. Срок службы 15000 ч.

Диоды маркируют одной широкой и двумя узкими цветными по-.лосами: КД521 А — синими, КД521Б — серыми, К Д 521В — желтыми, КД521Г — белыми, КД521Д — зелеными. Электрические параметры диодов приведены в табл. 84.

Параметры

Типы диодов
КД521А

КД521Б

КД521В

 КД521Г

КД521Д

Постоянное пря-

 

  

  

  

  
мое напряжение, В, при Iпp= 20 мА и тем-

 

  

  

  

  
пературе, °С:

 

  

  

  

  
+25

1

1

1

1

1

 — 60

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Постоянный об-

 

  

  

  

  
ратный ток, мкА,

При Uобр макс И

 

  

  

  

  
температуре, °С:

 

  

  

  

  
+ 25 и — 60 125

1 100

1

100

1

100

1

100

1

100

Заряд переключе­ния, пКл, при Uобр = 10 В

200

200

200

200

200

Допустимое об­ратное напряже­ние, -В:

 

  

  

  

  
постоянное

75

60

50

30

12

импульсное

80

65

55

35

15

При ТИмп =

!=2 мкс и скважности более 10

 

  

  

  

 -

Допустимый постоянный прямой ток, мА, при темпе­ратуре, °С:

от — 60 до +50.............. 50

125...................... 20

Допустимый импульсный прямой ток, МА, при Тимп< 10 мкс и температуре, °С: .

от-60 до+150.............. 500

125 ,................200

Емкость, пф, при Uобр = 0 ........... 10

Кремниевые импульсные диоды КД522 (А, Б) применяют в ши-. рокополосных ограничителях, детекторах, схемах ЭВМ и выпускают в пластмассовом кЪрпусе (см. рис. 44, г) с гибкими выводами, мас­сой 0,2 г, с диапазоном рабочих температур от — 55 до +85 С.


Диоды маркируют цветными полосками: КД522А — два кольца, КД522Б — три кольца. Электрические параметры диодов приведены в табл. 85.

Таблица 85

Параметры

Типы диодов

КД522А

КД522Б

Постоянное прямое напряжение, В, при IПр= 100 мА и температуре, °С:

25

1,1

 1,1

55

1,5

1,5

Постоянный обратный ток, мА, при тимп< <10 мкс, скважности более 10 и темпера­туре, °С:

 

  
+ 25 и — 60

2

5

85

50

50

Заряд переключения, пКл, при Iпр=50 мА и

400

400

Uобр.и=10 В

 

  
Допустимое обратное напряжение, В:

 

  
постоянное

30

50

импульсное при тиив — 10 мкс и скважно-

40

60

сти более 10 .

 

  
Импульсный прямой ток, мА, при температуре, °С:

от — 55 до +35 . . . .......1500

85 ................. 850



Электроизоляционные материалы


Вещества, обладающие очень малой электрической проводи­мостью, называются электроизоляционными материалами или диэлектриками. К ним относят газы, некоторые жидкости (минераль­ные масла, лаки) и почти все твердые тела, кроме металлов и угля. Основные свойства диэлектриков характе­ризуются следующими параметрами.

В сильном электрическом поле молеку­лы диэлектрика расщепляются на ионы и диэлектрик проводит ток. Напряженность электрического поля, при которой начина­ется ионизация молекул диэлектрика, на­зывается пробивной и измеряется в воль­тах на метр (В/м).

Диэлектрическая проницаемость харак-теризует электрические свойства материала. Практически все материалы сравнивают с воздухом, для которого относительная Ди­электрическая проницаемость принимается равной единице. Если между пластинами воздушного конденсатора поместить другой диэлектрик, например слюду с диэлектри­ческой проницаемостью 8=7, емкость кон­денсатора увеличится в 7 раз.

Под действием электрического поля происходит смещение положительных и отрицательных зарядов в атомах диэлектрика, что приводит к его поляризации.

В переменном электрическом поле смещение электронов будет также переменным; усиливается движение частиц диэлектрика, что приводит к его нагреванию. На нагревание затрачивается энергия, возникают диэлектрические потери.


Рис. 4. Векторная диаграмма токов


Диэлектрик, в котором имеются потери энергии, эквивалентен электрической цепи, состоящей из емкостного и активного сопро­тивлений. Ток I в такой цепи можно представить в виде двух со­ставляющих: активной Iа и реактивной Iр (рис. 4). Чем больше по­тери энергии, тем больше активная составляющая тока и угол б на векторной диаграмме. Поэтому количественно диэлектрические потери характеризуются тангенсом угла диэлектрических потерь S. Чем меньше tg о, тем выше качество диэлектрика.

Кроме перечисленных величин диэлектрик характеризуется теп­лоустойчивостью, гигроскопичностью, механическими свойствами.
Рассмотрим диэлектрики, наиболее широко применяемые в радио­технических устройствах.

Волокнистые материалы. Конденсаторная бумага, пропитанная изоляционным материалом, выпускается толщиной 0,006 — 0,24 мм и используется в качестве диэлектрика в конденсато­рах или для изоляции проводов.

Таблица 19

Материал

Диэлектри­ческая про­ницаемость

Пробивная напря­женность электри­ческого поля, В/м

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте

Нагрево-стойкость, °С

50 Гц

1 МГц

Асбест

 —

2*106

0,7

 —

400

Бакелит

4 — 4,6

(10*40)106

 0,05 — 0,12

 —

 —

Кабельная бумага

4 — 4,8

30*106

0,35

 —

 —

Гетинакс

5-6,5

(10-5-30)106

 0,02

0,03

150

Карболит

4,-6

(2-10)106

0,0001 — 0,03

 —

100

Керамит

7,5

(15-5-20) 106

 —

0,0007 — 0,0018

1200

Лакоткань

2,8-7,7

(20-5-50)106

0,07 — 0,16

0,09 — 0,19

105

Микалекс

8 — 10

(15-20)106

0,005

0,02

 —

Мрамор

8 — 10

(6- 10). 106

0,005 — 0,01

 —

70 — 100

Плексиглас

3 — 3,6

(18-20). 106

0,02 — 0,05

0,06

60

Полистирол

2,2-2,6

(25-50) 106

0,0002

0,0002

70 — 90

Поливинилхлорид

3,1 — 3,5

50.106

0,02

 —

 —

Полиэтилен

2,2

(40- 150) -106

0,03

0,03

70

Фтороиласт-4

1,9 — 2,2

(40-250). 106

 —

0,0002

300

Прессщпан

3 — 4

(9-5-12). 106

0,02

0,02 — 0,03

 
Радиостеатит

6

20* 106

0,0006

,0003 — 0,0008

 
Радиофарфор

6

(15-20) -106

0,009

,0027 — 0,004

1200

Резина

2,6 — 3

(15-25)- 106

0,005 — 0,03

 —

50

Слюда мусковит

4,5 — 8

(50- 200) -106

0,001

0,001

400

Слюда флогопит

4-5,5

(60- 125). 106

0,005 — 0,01

0,005-0,01

800

Стеатит

5,5 — 6,5

(20- 30) -106

О.ООС6

0,0015-0,002

1400

Стекло

4-10

(20- 30) -106

0,0005-0,001

0,001

500 — 1700

Текстолит

7

(2-8)-106

, 0,02

0,08

120

Тиконд

25-80

(15-20) -106

0,0003

0,001 — 0,002

1200

Ультрафарфор

6,3 — 7,5

(15-30) -106

0,002

0,0006

1400

Электротехнический фарфор

6,5

20*106

 —

0,005 — 0,01

1200

Фибра

2,5-8

(2-5-6). 106

0,02

0,06 — 0,07

100

Натуральный шелк

4,5

 —

 —

0,01 — 0,02

100

Шеллак

3,5

(20- 30) -106

0,01

 —

80

Эбонит

4-4,5

25- 106

 —

0,01-0,015

60

Стекловидная эмаль

 4-7

(20ч- 25)- 106

 

  

 300




Прессшпан — электрокартон, пропитанный парафином или специальными лаками, выпускается толщиной 0,1 — 3 мм и применя­ется для изготовления каркасов трансформаторов и катушек.

Фибра получается из бумаги, обработанной водным раствором хлористого цинка, что вызывает сильное набухание волокон клет­чатки и их соединение. Электрические свойства ее невысоки. При­меняется в цепях питания.

Асбест — минеральный волокнистый материал, выпускается в виде шнура, ткани или картона и служит для изготовления- огне­упорных материалов. Используется для изоляции в электронагрева­тельных приборах и изготовления каркасов мощных сопротивлений.

Лакоткань — хлопчатобумажная, шелковая или стеклянная ткань, пропитанная лаком, выпускаемая в виде полотна или трубки. Полотно применяют для изоляции обмоток трансформаторов, труб­ку — для изоляции монтажных проводов,

Пластмассы и синтетические материалы. Кар бол и т — пласт­масса, изготовляемая из волокнистых или порошковых органических веществ и смолы. Изделия из карболита дешевы, но хрупки и не поддаются механической обработке. Для высокочастотных цепей карболит непригоден.

Эбонит — каучуковая пластмасса. Легко обрабатывается, но о течением времени сильно меняет свои свойства и, кроме того, не допускает даже небольшого повышения температуры. В высокочас­тотных цепях не применяется.

Полистирол имеет очень малые диэлектрические потери и большую пробивную напряженность. Негигроскопичен, легко обраба­тывается. Используется для изготовления деталей высокочастотных цепей (каркасы катушек, изоляция высокочастотных кабелей и т. д.). Из полистирола изготовляют тонкую изоляционную ленту (стиро-флекс) и тонкие прокладки (полифлекс).

Полиэтилен — эластичный полупрозрачный материал с ма­лыми диэлектрическими потерями. Применяется для каркасов кон-» турных катушек и изоляции высокочастотных кабелей.

Политетрафторэтилен (фторопласт-4) — порошок бе. лого цвета, перерабатываемый методом спекания; холодостоек, со­храняет гибкость при низких температурах, обладает высокой на-гревостойкостью (около 300 °С) и исключительной стойкостью к хи­мическим реагентам.


На него не действуют серная, соляная, азотная и плавиковая кислоты, а также щелочи; некоторое влияние оказыва­ют расплавленные щелочные металлы и атомарный фтор при повы­шенных температурах. По стойкости к химическим активным веще­ствам превосходит золото и платину. Он негорюч, не растворяется ни в одном из известных растворителей, негигроскопичен и не сма­чивается водой, а также другими жидкостями. По электроизоляцион­ным свойствам (табл. 19) принадлежит к лучшим диэлектрикам, особенно в полях высоких и сверхвысоких частот.

Поливини л хлорид — прозрачный или окрашенный эла­стичный материал. Используется для изоляции проводов, в том чис­ле подземных кабелей. Для радиоцепей непригоден из-за больших диэлектрических потерь.

Плексиглас — органическое стекло, которое может быть ок­рашено в разные цвета. Применяется как изолятор, декоративный материал, для изготовления шкал, линз и др.

Слоистые пластики. Гетинакс — пластмасса на бумажной основе, которая хорошо обрабатывается и применяется для изоляции низкочастотных цепей.

Текстолит — пластмасса на текстильной основе. Легко об­рабатывается, но имеет большие диэлектрические потери. При повы­шении температуры диэлектрические свойства изменяются. В цепях высокой частоты используют только текстолит, изготовленный на ос­нове стеклянной ткани.

Керамика. Керамические материалы и изделия получают обжи­гом, мелко измельченной минеральной массы. Керамика — один из наиболее высококачественных изоляционных материалов. Применя­ется в виде готовых изделий, так как не поддается механической обработке.

Электротехнический фарфор используется для из­готовления изолирующих устройств в цепях питания. Для высоко­частотных цепей непригоден из-за больших диэлектрических потерь.

Радиофарфор имеет меньшие диэлектрические потери, чем электротехнический, и применяется для изготовления каркасов кату­шек, ламповых панелей и мелких деталей высокочастотных цепей.

Ультрафарфор обладает еще меньшими диэлектрическими потерями и используется для изоляции высокочастотных цепей в ультракоротковолновой аппаратуре.



Высокочастотная керамика (пирофилит, стеатит, ке­рамит, тиконд, термоконд и др.) — это искусственные керамические материалы. Они огнеупорны и обладают малыми диэлектрическими потерями. Электрические свойства их мало зависят от температуры. Некоторые сорта керамики (тиконд, термоконд) имеют отрицатель­ный температурный коэффициент (при повышении температуры их диэлектрическая проницаемость уменьшается). Конденсатор из ти-конда при нагревании уменьшает емкость. Этим свойством пользу­ются, компенсируя увеличение индуктивности катушек и емкости конденсаторов другого типа при повышении температуры. Высоко­частотную керамику применяют в качестве диэлектрика для конден­саторов и как материал для каркасов контурных катушек.

Различные изоляционные материалы. Слюда — минерал, обла­дающий хорошими электроизоляционными свойствами, негигроскопи­чен и теплостоек. Мусковит (прозрачные пластинки) — одна из раз­новидностей слюды, используемая в качестве диэлектрика для кон­денсаторов. Флогопит (бурого цвета) — другая разновидность слю­ды, применяемая для изоляции электронагревательных приборов. Микалекс — измельченная в порошок и спрессованная с тонкораз­молотым легкоплавким стеклом слюда.

Мрамор — естественный минеральный материал, применяе­мый для монтажа распределительных щитов. Для работы на радио­частотах непригоден из-за больших диэлектрических потерь.

Стекло используют для изготовления баллонов электрова­куумных приборов, а также для производства стекловолокна и стеклобумаги.

Резину получают из каучука (естественная смола) вулкани­зацией и используют главным образом для изоляции проводов низ­кочастотных цепей. В настоящее время применяют синтетический каучук.

Основные свойства перечисленных диэлектриков приведены в табл. 19. Кроме этих материалов для изоляции радиодеталей и проводов применяют лаки, эмали, компаунды и клеи.

Про ниточные лаки служат для пропитки волокнистой изоляции и обмоток трансформаторов.


Пропитанный лаком изоля­ционный материал менее гигроскопичен и имеет большую пробив­ную напряженность.

Покровные лаки применяют для лакировки поверхности изделий, что улучшает их диэлектрические свойства и внешний вид.

Эмали — покровные лаки с добавлением органического на­полнителя, который повышает твердость пленки и одновременно окрашивает ее. Используют для изоляции проводов.

Компаунды — сложные составы, применяемые для пропит­ки и заливки. По составу компаунды делят на битумные и смоля­ные (битум — твердый углеводород). Битумные компаунды перед употреблении расплавляют, при комнатной температуре они затвер­девают. Смоляные компаунды жидки при комнатной температуре, . после пропитки и заливки они твердеют и уже не плавятся.

К л е к применяют для склеивания различных деталей, крепле­ния деталей на шасси и витков обмоток. Наиболее универсальными являются клеи БФ.

Клеи БФ-2 и БФ-4 служат для склеивания металлов, пластмасс, дерева, органического стекла, фарфора, керамики, кожи, тканей, бумаги, эбонита в любом сочетании этих материалов.

Для склеивания тканей, фетра, войлока, резины, целлофана используют клей БФ-6. Он, пригоден для гибких пленок.

Для склеивания деталей из полистирола применяют полисти-рольный клей, состоящий из бензола и полистироловой стружки. Его используют также для закрепления концов обмоток высоко­частотных катушек..

Клеящими свойствами также обладают. бакелитовый и шеллач­ный лаки.

 

 

 



Эмиттерные повторители и фазоинверсные усилители


Эмиттерные повторители ЭП (рис. 97, а) являются разновид­ностью усилителей на резисторах с ООС. У эмиттерного повторите­ля транзистор включен по схеме с ОК (коллектор заземлен по пе­ременной составляющей тока через емкость Сбл), нагрузка RB вклю­чена в эмиттерную цепь. Выходное напряжение Uвых, снимаемое с нагрузки Ra, совпадает по фазе с входным напряжением. Из схемы следует, что выходное напряжение вычитается из входного: Uвых= Иал — Уэб. Каскад имеет стопроцентную последовательную ООС по напряжению.

Рис. 97. Схемы эмиттерного повторителя (а) и фазоинверсного уси­лителя (б)

В области средних частот при низкоомной нагрузке полное входное сопротивление ЭП в десятки раз выше, чем у обычных каскадов с ОЭ, поэтому их используют в качестве высокоомных каскадов с низким уровнем шумов. Выходное сопротивление ЭП зависит от внутреннего сопротивления источника входного сигна­ла.

При низкоомном источнике входного сигнала и большом коэф­фициенте передачи р выходное сопротивление ЭП мало (порядка нескольких десятков омов). Основными показателями эмиттерного повторителя являются: коэффициент передачи по напряжению мень­ше единицы (порядка 0,95 — 0,99); усиление по току и мощности больше единицы; большое входное и малое выходное сопротивле­ния; малые частотные искажения; большой динамический диапазон входных сигналов при низком уровне нелинейных искажений.

Эмиттерные повторители широко применяют в качестве выход­ного каскада при работе на низкоомную нагрузку емкостного ха-рактера; входного каскада, обладающего большим входным со­противлением; промежуточного каскада при необходимости согла­сования высокого выходного сопротивления с малым входным сопротивлением.

Глубокая ООС обеспечивает высокую стабильность параметров ЭП и их меньшую зависимость от изменений температуры и напря­жения питания. Эмиттерные повторители применяют в измеритель­ной технике, устройствах автоматического регулирования и т. д.

Фазоинверсные усилители позволяют получить противофазные напряжения для возбуждения двухтактных выходных каскадов.
Противофазные напряжения можно получить и от предварительного усилителя с трансформаторным выходом. Однако выходной транс­форматор, имеющий вторичную обмотку с заземленной средней точ­кой, пропускает относительно узкую полосу частот и является гро­моздким и дорогостоящим элементом схемы.

Схема фазоинверсного усилителя с разделенной нагрузкой вы­ходной цепи показана на рис. 97, б. В этом усилителе часть на­грузки включена в цепь коллектора (резистор Rк), а другая часть Rэ — в цепь эмиттера. Переменный ток сигнала, проходя по резис­торам RK=Re, создает на них равные, но сдвинутые по фазе на 180° напряжения UBuxi = Uвых2, которые могут быть использованы для управления двухтактным усилителем.

Фазоинверсный усилитель с разделенной нагрузкой не .дает усиления напряжения сигнала. Развиваемое усилительным элемен­том (транзистором, лампой) напряжение сигнала в схеме делится пополам, поэтому выходное напряжение вдвое меньше, чем в обыч­ном резисторном усилителе. Схема проста, обладает хорошей час­тотной и фазовой характеристиками.



Каскады предварительного усиления


Общие сведения. Предварительный усилитель усиливает коле­бания напряжения или тока источника сигнала до значений, кото­рые необходимо подать на вход оконечного каскада для получения в нагрузке заданной мощности. Предварительный усилитель может быть одно- и многокаскадным. Транзисторы в каскадах предвари­тельного усиления включают с ОЭ, а лампы — с общим катодом, что позволяет получить наибольшее усиление. Включение транзистора с ОБ целесообразно во входных каскадах, работающих от источника сигнала с малым внутренним сопротивлением. Для уменьшения нелинейных искажений в каскадах предварительного усиления предпочтителен режим А. По виду связи между каскада­ми (при многокаскадном выполнении усилителей) различают усили­тели с емкостной, трансформаторной и гальванической связью (уси­лители постоянного тока).

Рис. 92. Транзисторная (а) и ламповая (б) схемы усилителя

Усилители с емкостной связью. Усилители с емкостной или ЯС-бвязью имеют широкое применение.. Они просты в конструкции и наладке, дешевы, обладают стабильными характеристиками, на­дежны в работе, имеют небольшие размеры и массу. Типовые схе­мы усилителя на транзисторах и лампах с емкостной связью пока­заны на рис. 92, а, б.

Режим транзистора в схеме задается напряжением источника Ек и смещением с делителя R1R2; резистор R31 совместно с дели­телем смещения R1R2 осуществляют температурную стабилизацию режима; конденсатор СЭ1 исключает отрицательную обратную связь по переменной составляющей тока. Напряжение сигнала Uах, подлежащее усилению, подводится к цепи базы VI через конден­сатор Срь разделяющий по постоянному току источник сигнала и цепь базы первого каскада усилителя. Между коллектором первого VI и базой второго V2 транзисторов включен разделительный кон­денсатор СР2, который не пропускает относительно высокий потен­циал с коллектора VI на базу V2.

Коэффициент усиления каскада зависит от параметров усили­тельного элемента (транзистора, лампы), выходного сопротивления исследуемого каскада, входного сопротивления следующего каска-- да, а также от частоты, поскольку от нее зависят проводимость и коэффициент передачи транзистора.




Рис. 93. Частотная харак­теристика резисторного кас­када

Частотная характеристика резисторного каскада с емкостной связью (рис. 93) может быть разделена на три области частот: нижних НЧ, средних СЧ и верхних ВЧ. В области нижних частот коэффициент усиления Kн снижается (с уменьшением частоты) в ос­новном из-за увеличения сопротивления конденсатора межкас­кадной связи Ср1. Емкость этого конденсатора выбирают достаточ­но большой, что снизит падение напряжения на нем. Обычно низ­кочастотный диапазон ограничивается частотой fH, на которой ко­эффициент усиления снижается до 0,7 среднечастотного значения, т. е. Kн=0,7K0. В области средних частот, составляющих основную часть рабочего диапазона усилителя, коэффициент усиления Kо практически не зависит от частоты. В области верхних частот fB снижение усиления Kв обусловлено емкостью Со=/=Свых+См+Свх (где Свых — емкость усилительного элемента каскада; См — емкость монтажа, Свх — емкость усилительного элемента следующего кас­када) . Эту емкость всегда стремятся свести к минимуму, чтобы ограничить через нее ток сигнала и обеспечить большой коэффициент усиления.

Расчет резисторного каскада предварительного усиления. Ис­ходные данные: полоса усиливаемых частот fн-fв = 100-4000 Гц, коэффициент частотных искажений MH<l,06; напряжение питания £К=10 В. Каскад должен обеспечить амплитуду входного тока следующего каскада Iвх.тсл=12 мА при его входном сопротивлении

Rвх.сл=10 Ом.

1. Выбор типа транзистора. Ток коллектора каскада, при ко­тором обеспечивается амплитуда входного тока следующего кас­када Iвх.тсл, Iк= (1,25ч- 1,5)IЕх.отсл = .(1,25-7-1,5) 12= 15-5-18 мА. При­мем Iк=15 мА. По току Iк и граничной частоте, которая должна быть fашга>3fв|Зср = 3fв(Рмин + Рмакс)/2 = 3-4000(30 + 60)/2 =

=540000 Гц=0,54 МГц, выбираем для каскада транзистор МП41 со следующими параметрами: Iк=40 мА; UКэ=15 В; |3мин = 30; рмакс=60;fамин = 1МГц.

2. Определение сопротивлений резисторов RK и Ra. Эти сопро­тивления определяют, исходя из падения напряжения на них.


При­ мем падение напряжения на резисторах R* и Rэ соответственно 0,4 Ек и 0,2 Ек, тогда:



Выбираем резисторы МЛТ-0,25 270 Ом и МЛТ-0,25 130 Ом.

3. Напряжение между эмиттером и коллектором транзистора в рабочей точке икэо=Ек — !K(RK+Ra) = lQ — 15-10-3(270+130)=4 В. При Uкэо=4 В и Iк=15 мА по статическим выходным характеристи-

кам (рис. 94, а), определяем ток базы Iбо=200 мкА в рабочей точке О'. По входной статической характеристике транзистора (рис. 94, б) икэ=5 В для Iбо=200 мкА определяем напряжение смещения в ра­бочей точке О/Uбэо=0,22 В.

4. Для определения входного сопротивления транзистора в точке О' проводим касательную к входной характеристике транзистора. Входное сопротивление определяется тангенсом угла наклона каса­тельной





Рис. 94. Выходные (а) и входные (б) характеристики тран­зистора

5. Определение-делителя, напряжения смещения. Сопротивле­ние резистора R2 делителя принимают R2=(5-15)Rвх.э. Примем R2=6Rвх.э=6-270 =1620 Ом. Выбираем по ГОСТу резистор МЛТ-0,25 1,8 кОм. Ток делителя в каскадах предварительного уси­ления принимают Iд=(3-10)Iбо=(З-10) -200=600-2000 мкА. При­мем Iд=2 мА.

Сопротивление резистора R1 делителя



Выбираем по ГОСТу резистор МЛТ-0,25 3,9 кОм.

6. Расчет емкостей. Емкость конденсатора межкаскадной свя­зи определяют, исходя из допустимых частотных искажений Ms, вносимых на низшей рабочей частоте



Примем электролитический конденсатор емко,стью 18 мкФ с к = 10 В. Емкость конденсатора



Примем электролитический конденсатор емкостью 47 мкФ с Uраб>ДURЭ=0,2 Eк=0,2-10=2 В.

Усилители с трансформаторной связью. Каскады предваритель-ного усиления с трансформаторной связью обеспечивают лучшее-согласование усилительных каскадов по сравнению с каскадами с резисторной емкостной связью и применяются в качестве инверсных для подачи сигнала на двухтактный выходной каскад. Нередко трансформатор используют в качестве входного устройства.



Рис. 95. Усилитель с включением транзистора:

а — последовательным, б — параллельным



Схемы усилительных каскадов с последовательным и параллельным включением трансформатора показаны на рис. 95, а, б. Схе« ма с последовательно включенным трансформатором не содержит резистора RK в коллекторной цепи, поэтому обладает более высо­ким выходным сопротивлением каскада, равным выходному сопро­тивлению транзистора, и применяется чаще. В схеме с параллельно включенным трансформатором требуется переходной конденсатор С. Недостатком этой схемы являются дополнительные потери мощно­сти сигнала в резисторе RK и снижение выходного сопротивления вследствие шунтирующего действия этого резистора.

Нагрузкой трансформаторного каскада обычно служит относи­тельно низкое входное сопротивление последующего каскада. В этом случае для межкаскадной связи используют понижающие транс* форматоры с коэффициентом трансформации n2=*RB/R'H <T, где RН — сопротивление нагрузки в коллекторной цепи, приведенное к первичной обмотке. Поскольку в понижающем трансформаторе ток во вторичной обмотке в n раз больше, чем в первичной (I2/I1=n или I2=nI1), схема с трансформаторной связью позволяет получить дополнительный выигрыш в усилении по току по сравнению с усилительными каскадами с емкостной связью.



Рис. 96. Частотная ха­рактеристика усилителя

Частотная характеристика усилителя с трансформаторной связью (рис. 96) имеет снижение коэффициента усиления в области нижних и верхних частот. В области нижних частот спад коэффи­циента усиления каскада объясняется уменьшением индуктивного сопротивления обмоток трансформатора, вследствие чего возрастает их шунтирующее де.йствие входной и выходной цепей каскада и снижается коэффициент усиления К=Kо/[1 + 1/(wнтн)]. На средних частотах влиянием реактивных эле­ментов можно пренебречь. В области верхних частот на коэффициент уси­ления влияют емкость коллекторного перехода Ск и индуктивность рассеи­вания ls обмоток трансформатора. На некоторой частоте емкость Ск и индуктивность Is могут вызвать резонанс напряжения, вследствие че­го на этой частоте возможен подъем частотной характеристики.Иногда этим пользуются для коррекции час­тотной характеристики усилителя.



Катушки индуктивности


Катушки индуктивности применяют в качестве элементов коле­бательных контуров, дросселей и для связи одних цепей с другими.

Катушка индуктивности, которая служит для разделения посто­янного и переменного токов или токов разных частот, называется дросселем. Индуктивное сопротивление (Ом) катушки зависит от частоты и определяется по формуле Xi. — 2nfLt где f — частота, Гц; L — индуктивность, Гн.

Одна и та же катушка представляет собой разное сопротивление для токов разных частот. Для постоянного тока сопротивление лю-бой катушки очень мало. Каждая катушка характеризуется индук­тивностью, добротностью, стабильностью и собственной ешюстью.

Катушки с малой индуктивностью изготовляют без сердечника с небольшим числом витков. Для увеличения индуктивности катушку выполняют многослойной и вводят сердечник из ферромагнитного материала. Потери энергии в катушке должны быть как можно меньше. Поэтому ее стремятся выполнить так, чтобы получить наибольшую индуктивность при малом активном сопротивлении.

Отношение индуктивного сопротивления катушки к активному сопротивлению на — дан­ной частоте называется добротностью катуш­ки и определяется по формуле Qil=Xtlfsa

 


Рис 12. Катушка с намоткой «универсаль»


Индуктивность и другие параметры ка­тушки не должны меняться под влиянием внешних причин, т. е. катушка должна обла­дать стабильностью. Собственная (междувит-ковая) емкость катушки понижает ее доброт­ность и уменьшает стабильность

У однослойной катушки при сплошной намотке (виток к витку) индуктивность (мкГн) можно определить по формуле

где w — число витков; l — длина намотки, см; D — диаметр катуш­ки, см.

Для уменьшения собственной, емкости витки катушки наматыва­ют не вплотную, а на некотором расстоянии один от другого (на­мотка с принудительным шагом).

Многослойные катушки выполняют простой намоткой «внавал» или специальной («универсалы»). Индуктивность (мкГн) многослойной хатушки можно определить по формуле

где dcf — средний диаметр намотки, см; w — число витков; I — длина намотки, см; t — толщина намотки, см.


Для уменьшения собственной емкости многослойную катушку выполняют из отдельных секций. Секционированные катушки при­меняют в качестве контурных катушек и дросселей высокой частоты. Малую собственную емкость имеют многослойные катушки с намот­кой «универсалы», при которой провод зигзагом переходит с одного края катушки на другой (рис. 12).

Для устранения влияния электромагнитного поля катушки на соседние детали и, наоборот, внешних полей на катушку ее закры­вают металлическим экраном. Для высокочастотных катушек экран изготовляют из меди или алюминия толщиной 0,4 — 0,5 мм. Экран уменьшает индуктивность и добротность катушки и увеличивает ее собственную емкость. Чем ближе расположен экран к виткам катупь ки, тем сильнее изменяются ее параметры. Чтобы влияние экрана было небольшим, его диаметр и длину берут в два раза больше диаметра и длины намотки. Для низкочастотных катушек применят ют экраны из ферромагнитных материалов, например из листовой стали толщиной 0,5 — 1,5 мм.

Для увеличения добротности и уменьшения габаритов катушки применяют сердечники из ферромагнитных материалов. Высокочас­тотные катушки имеют сердечники из карбонильного железа. Доб­ротность катушек с таким сердечником равна 400 — 500, а без сер­дечника — не более 200.

Для контурных катушек длинных и средних волн используют броневые сердечники. Низкочастотные дроссели имеют сердечники из листовой электротехнической стали. Толщину стальных листов берут 0,2 — 0,5 мм для дросселей, используемых в цепях звуковых частот, и около 0,5 мм — в Цепях переменного тока с частотой 50 Гц.

Индуктивность катушки возрастает с увеличением числа и диа­метра витков при их сближении, что учитывают при изготовлении катушки. Введение внутрь катушки сердечника из магнитодиэлект-рика также увеличивает ее индуктивность. Если сердечник выполнен из диамагнитного материала, например латуни, то при его введении индуктивность катушки уменьшится. То же произойдет, если внутрь катушки ввести короткозамкнутый виток.


На практике чаще всего индуктивность изменяют, перемещая сердечник внутри катушки.

Катушка, индуктивность которой можно изменять в больших пределах, называется вариометром. Чаще всего вариометр состоит из двух катушек, взаимная индуктивность которых может меняться. Вариометры применяют главным образом в передатчиках для на­стройки колебательных контуров и подбора связи между контурами.

§ 13. Трансформаторы

У низкочастотных трансформаторов магнитный поток первичной обмотки почти целиком пронизывает витки вторичной обмотки. Эдс, наводимые в обмотках, пропорциональны их числам витков. Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторич­ной называют коэффициентом трансформации. Отношение витков пропорционально отношению эдс, а если пренебречь падением на­пряжения на самих обмотках, — отношению напряжений. Прене­брегая потерями энергии в трансформаторе, можно считать отно­шение токов в обмотках обратно пропорциональным отношению напряжений. Тогда коэффициент трансформации n = w1/w2=E1/E2~Ui/U2~I2/I1, где w1, w2 — число витков первичной и вторичной обмоток (рис. 13,а); Е1, E2 — наводимые в обмотках эдс; U1, U2 — напряжения обмоток; 11, 12 — токи в обмотках.

Если вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная (n<1), трансформатор называется повышающим, если меньше, чем первичная (n>1), — понижающим. Когда во вторичную обмотку включена нагрузка Rн, тогда для источника трансформатор вместе с нагрузкой представляет собой некоторое эквивалентное сопротив­ление R1э (на рис. 13, а оно показано пунктиром). Значение экви­валентного сопротивления можно найти по формуле Ri9=n2RH. Если во вторичную обмотку вместо активного сопротивления включить индуктивность L2 или емкость С2, то их эквивалентные значения со стороны первичной обмоцки Lis=n2Lz; C1Э = C2/n2,

Таким образом, при трансформации переменного тока и напря­жения происходит трансформация сопротивления, емкости и индук­тивности.



Рис. 13. Схемы двухобмоточного (а) и унифицированного многооб­моточного (б) трансформаторов



Выходные трансформаторы усилителей и радиоприемников ис­ пользуют именно как трансформаторы сопротивления. С помощью трансформатора сопротивление нагрузки согласуется с внутренним сопротивлением лампы или транзистора. Конструкция трансформа­тора зависит от его назначения и частоты переменного тока Цепи, куда он включен. В цепях низкой частоты применяют трансформаторы с сердечниками из ферромагнитных материалов. Трансформаторы высокой частоты иногда не имеют сердечников.

По назначению трансформаторы делят на сетевые и сигнальные. По числу обмоток различают двух- и многообмоточные трансформа­торы и автотрансформаторы.

Сетевые трансформаторы служат для питания различ­ных цепей радиоаппаратуры. Их первичную обмотку включают в сеть переменного тока; вторичных обмоток может быть несколько (рис. 13, б). У сетевых трансформаторов, выпускаемых промыш­ленностью, можно -переключать первичную обмотку на различные напряжения сети (НО; 127 или 220 В).

Сигнальные трансформаторы преобразуют электрические сигна­лы. Примером их могут служить входные, межкаскадные и выход-ные трансформаторы усилителей. Конструктивно сигнальные транс­форматоры звуковой частоты и сетевые трансформаторы малой и средней мощности выполняют одинаково.

Сердечники таких трансформаторов набирают из штампованных пластин электротехнической стали или железоникелевых сплавов. Сердечник может быть броневой Ш-образный (рис. 14, а), стержне­вой (рис. 14,6), тороидальный. Маломощные трансформаторы обыч­но делают с броневыми сердечниками, размеры которых приведены в табл. 38 Для высокочастотных трансформаторов применяют бро­невые сердечники из ферритов. Если материал сердечника должен иметь толщину меньше 0,3 мм, сердечник изготовляют не из плас­тин, а из ленты (рис. 15). Стержневую конструкцию сердечников применяют для трансформаторов большой мощности (более 1 кВт). Тороидальные сердечники сложны в производстве и дороги, но об­ладают малыми полями рассеяния и поэтому применяются довольно часто.



Таблица 38

Сердечник

Размеры (см. рис. 14, в)

L, мм

H. мм

hcмм

Sc,cм2

bc мм

h0.мм

lс.см

Iв- см.

Ш6Х8

Ш18Х10

Ш18Х16

Ш10Х10

Ш10Х16

24

32

32

40

40

21

28

28

35

35

8

10

16

10

16

0,41

0,68

1,1

0,9

1,45

6

8

8

10

10

15

20

20

25

25

5,1

6,8

6,8

8,5

9,5

4,7

6

7,1

6,9

8,1

Ш 12X12

Ш12Х12

Ш12Х.16

Ш12Х20

Ш12Х25

42

48

42

48

42

42

42

42

30

42

12

12

16

20

25

1.3

1,3

1,7

2,2

2,7

9

12

9

12

9

30

30

30

18

30

9,7

10,3

9,7

7,6

9,7

7,5

8,5

8,3

10

10

Ш 16X16

Ш16Х20

Ш16Х25

Ш16Х32

Ш16Х40

64

64

64

48

64

40

40

56

40

40

16

16

25

32

40

2,3

2,9

3,6

4,6

5,8

16

16

16

8

18

24

24

40

24

24

10,5

10,5

13,7

8,9

10,5

11

12

13

12

16

Ш18Х18

Ш18Х36

Ш20Х20

Ш20Х20

Ш20Х25

54

54

60

80

80

45

45

50

70

50

18

36

20

20

25

2,9

5,8

3,6

3,6

4,5

9

9

10

20

20

27

27

30

50

30

10

10

12,1

17,1

13,3

19,8

13,4

10,9

13,8

14,8

Ш20Х30

Ш20Х40

Ш25Х25

Ш25Х32

Ш25Х40

 60

65

100

100

100

50

65

62,5

87,5

62,5

30

40

25

32

40

5,4

7,2

5,6

7,2

9

10

12,5

25

25

25

30

45

37,5

62,5

37,5

11,1

14,6

16,4

21,4

16,4

12,9

15,9

17,4

19

21

Ш32X32

Ш32Х40

Ш32Х50

Ш32Х63

Ш34Х52

128

128

128

128

102

80

80

112

80

102

32

40

50

63

52

9,3

11.5

14,4

18

16,4

32

32

32

32

17

48

48

80

40

68

21

21

27,4

21

22,3

23

24

26

28,4

22,6

Ш35Х35

Ш35Х43

Ш40Х40

Ш40Х40

Ш40Х50

Ш40Х63

Ш40Х80

Ш40Х100

Ш40Х100

130

130

160

160

160

160

160

160

160

105

105

100

140

100

140

100

100

140

35

45

40

40

50

63

80

100

100

11,2

14,4

14,4

14,4

18

23

29

36

36

30

З8

40

40

40

40

40

40

40

70

70

60

100

60

100

60

60

100

25,5

25,5

26,3

34,3

26,3

34,3

26,3

26,3

34,3

23,5

25,5

28,5

28,5

30

33

37

41

41




Примечание. S с — площадь сечения магнитопровода, lв — средняя длина витка.

Каркас, на котором располагают обмотки, выполняют из элект­рокартона, гетинакса или текстолита. Картонные каркасы склеива­ют клеем БФ, а гетинаксозые и текстолитовые делают разборными.

Обмотки трансформаторов с выходной мощностью до 1 кВт изготовляют из провода- с эмалевой изоляцией (ПЭЛ или ПЭВ). Обмотки высокого напряжения наматывают из провода с шелковой или эмалево-шелковой изоляцией (ПЭЛШО; ПЭЛШД). Между слоями обмотки помещают прокладки из лакоткани или тонкой бу­маги. Для повышений влагостойкости изоляции каркас вместе с обмотками пропитывают битумом или битумным компаундом.



Рис. 14. Сердечники трансформаторов: а — броневой, б — стержневой

Автотрансформаторы имеют только одну обмотку и ик, можно включать как повышающие или как понижающие (рис. 16, а, б). В общей части обмоток прохо-ч дит разность токов I1 к I2. Эту часть вит­ков выполняют из провода меньшего сече­ния. Поэтому при небольших значениях коэффициента трансформации (n=1,5-5-2) автотрансформаторы по сравнению с двух-обмоточными трансформаторами дают эко­номию меди.




Рис. 15. Ленточ­ный сердечник трансформатора

Расчет трансформатора. Исходные дан­ные: автотрансформатор повышающий (см. рис. 16,а); номинальное напряжение на­грузки U2=120 В; мощность, потребляемая нагрузкой, Рн = 120 В-А; минимальное на­пряжение сети- U1=70 В. Определить сече­ние сердечника, число витков обмоток и диаметр проводников.



Рис. 16 Автотрансформаторы: а — повышающий, 6 — понижающий

1. Коэффициент трансформации na=U2/U1== 120/70=» 1,71.

2; Расчетная мощность повышающего трансформатора Р.= -1,1Рн(1-1/nа)-1,1*1260 — 1/1,71)=55 В*3А.

3. Площадь сечения магнитопровода



4. Примем для сердечника трансформаторную сталь с индук­цией В== 1 Вб/м2, тогда число витков обмотки на 1 В составит а»в=45ДО=45/1 9-5.

5. Число витков всей обмотки трансформатора w2=w0U2=5*120=600.

6. Число витков сетевой обмотки w1 = w0Ui=5-70=350.



7. Ток в общей (сетевой) части обмотки Iаx=Pa/U1=55/70= 0,785 А.

8 Диаметр провода этой обмотки

d1 = 0,8 sql(IaХ) = 0,8sql(0,785) = 0,71 мм.

9. Ток повышающей части обмотки I2= l,lPн/U2= l,1*l20/120= 1,1 А

10. Диаметр провода повышающей обмотки



Таблица 39

Напряжение сети, В

 Выводы трансформаторов
броневых

 стержневых
соединяемые

 для подачи напряжения

 соединяемые

 для подачи напряжения
127 .

 —

1 И 4 ИЛИ 6 и 9

1 и 9 или 4 и 6

1 И 4 ИЛИ 9 и 6

220

2 и 6

2 и 8

2 и 8 1 и 6 1 и 6 1 и 6 3 н7

1 и 6 2 и 8 2 и 8 3 и 7 1 и 6

Таблица 40

Трансфор-матор

 Напряжение на выводах вторичных обмоток, В

 Максимальный ток между вы­водами вторичных обмоток, А
11 — 12

13 — 14

 15 — 16 17 — 18

 19-20

 21-22

 11 — 12

13 — 14

 15 — 15

17 — 18

 19 — 20

21 — 22
ШЛ*16Х20; 15 Вт
ТА1

ТА 7

28

180

28

112

6

20

6

20

0,2

0,026

0,15

 0,028

0,148

 0,026

ШЛ 16X25; 26 Вт
ТА 11

ТА 20

ТА 25

28

125

200

 28

112

180

6

14

20

6

14

 20

0,325

0,039

 0,042

0,255

 0,085

 0,042

0,26

 0,075

 0,032

ШЛ 16x32; 26 Вт
ТА 33

ТА 38

ТА 50

56

 80

 200

40

 80

 180

12

20

 20

10

20

 20

0,22

 0,115

 0,058

0,13

 0,11

 0,068

0,2

0,12

0,047

ШЛ 20X20, 40 Вт
ТА 69

ТА 75

125

160

112

140

14

 20

14

 20

0,067

0,049

0,142

 0,12

0,121

 0,095

ШЛ 20X25; 54 Вт
ТА 88

ТА 105

28

180

28

112

6

20

 6

20

0,65

0,114

0,55

0,116

0,48

0,088

ШЛ20Х32; 68 Вт
ТА 152

ТА 161

 250

355

 224

200

 25

40

 25

40

 0,096

0,03

 0,11

0,125

 0,07

 0,105

ШЛ20Х40, 86 Вт
ТА 163

ТА 170

ТА 177

28

180

315

28

112

200

6

20

40

6

20

40

1,0

0,22

0,1

1,0

0,268

0,17

 0,71

0,15

0,09

* Указаны типоразмеры и мощность Ш-образных магнитопроводов из лен­точных трансформаторных сталей.

11. Ток, потребляемый автотрансформатором из сети, I1=» -1,1 Pн/U1=1,1-120/70= 1,885 А=Iах+I2=0,785+1,1 = 1,885 А.



12. Примем плавность регулировки напряжения ДU=10 В, тогда в повышающей части обмотки следует сделать отводы через каждые w0-ДU=5-10=50 витков. Поскольку повышающая часть обмотки содержит W2 — W1=600 — 350=250 витков, то число отво­дов от нее составит k= (w2 — w1)/(w0ДU) =250/50=5.

Для сетей с частотой 50 и 400 Гц промышленность выпускает анодные ТА, анодно-накальные ТАН, накальные ТН унифицированные трансформаторы, а.для электропитания устройств на полупроводниковых приборах — ТПП с выходными мощностями от единиц до сотен ватт (см. рис. 13,6).

Напряжение, снимаемое со вторичных обмоток, можно изменять, используя отводы первичной обмотки. Диапазон изменения напря­жения составляет от — 3 до +9 % номинального. Выходное напря­жение можно варьировать последовательным согласованным или встречным соединением первичной обмотки со вторичными компен­сационными обмотками. Рекомендации по соединению обмоток для питания от сети напряжением 127 и 220 В частотой 50 Гц приве­дены в табл. 39, а основные характеристики броневых анодных трансформаторов ТА — в табл. 40.



Классификация интегральных схем


По конструктивно-технологическому исполнению различают полу­проводниковые, пленочные и гибридные ИС.

К полупроводниковым относят ПМС (полупроводниковые интег­ральные микросхемы), все элементы и межэлементные ,соединения которой выполнены в объеме или на поверхности полупроводника. Ё зависимости от способов изоляции отдельных элементов различают ПМС с изоляцией p-n-переходами и микросхемы с диэлектрической (оксидной) изоляцией. ПМС можно изготовить и на подложке из ди­электрического материала на основе как биполярных, так и поле­вых транзисторов. Обычно в этих схемах транзисторы выполнены ъ виде трехслойных структур с двумя р-n-переходами (n-p-n-типа), а диоды — в виде двухслойных структур с одним р-л-переходом. Иног­да вместо диодов используют транзисторы в диодном включении.

Резисторы ПМС, представленные участками легированного полу­проводника с двумя выводами, имеют сопротивление несколько ки-лоомов. В качестве высокоомных резисторов иногда используют об­ратное сопротивление р-n-перехода или входные сопротивления эмнт-терных повторителей.

Роль конденсаторов в ПМС выполняют обратно смещенные p-rt-переходы. Емкость таких конденсаторов составляет 50 — 200 пФ. Дроссели в ПМС создавать трудно, поэтому большинство устройств проектируют без индуктивных элементов. Все элементы ПМС полу­чают в едином технологическом цикле в кристалле полупроводника. Соединения элементов таких схем осуществляются с помощью алю­миниевых или золотых пленок, получаемых методом вакуумного на­пыления. Соединение схемы с внешними выводами производят алю­миниевыми или золотыми проводниками диаметром около 10 мкм, которые методом термокомпрессии присоединяют к пленкам, а за­тем приваривают к внешним выводам микросхемы.

Полупроводниковые микросхемы могут рассеивать мощность 50 — 100 мВт, работать на частотах до 20 — 100 МГц, обеспечивать время задержки до 5 не. Плотность монтажа электронных устройств на ПМС — до 500 элементов на 1 см3. Среднее время безотказной работы устройства, содержащего 107 элементов, достигает 103 — 104,


Современный групповой технологический цикл позволяет обра­батывать одновременно десятки полупроводниковых пластин, каж­дая из которых содержит сотни ПМС с сотнями элементов в кристал­ле, связанных в заданные электронные цепи. При такой технологии обеспечивается высокая идентичность электрических характеристик микросхем.

Пленочными интегральными (или просто пленочными схемами ПС) называют ИС, все элементы и межэлементные соединения кото­рой выполнены только в виде пленок. Интегральные схемы подраз­деляют, на тонко- и толстопленочные. Эти схемы могут иметь коли­чественное и качественное различие. К тонкопленочным условно от­носят ИС с толщиной пленок до 1 мкм, а к толстопленочным — ИС с толщиной пленок выше 1 мкм. Качественное различие определяется технологией изготовления пленок. Элементы тонкопленочной ИС наносят на подложку с помощью термовакуумного осаждения и катод­ного распыления. Элементы толстопленочных ИС изготовляют преи­мущественно методом шелкографии с последующим вжиганием.

Гибридные интегральные микросхемы (ГИС) представляют со­бой сочетание навесных активных радиоэлементов (микротранзисто­ров, диодов) и пленочных пассивных элементов и их соединений. Обычно ГИС содержат: изоляционные основания из стекла или. ке-, рамики, на поверхности которых сформированы пленочные проводни­ки, резисторы, конденсаторы небольшой емкости; навесные бескор­пусные активные элементы (диоды, транзисторы); навесные пассив­ные элементы в миниатюрном исполнении (дроссели, трансформато­ры, конденсаторы большой емкости), которые не могут быть выпол­нены в виде пленок. Такую изготовленную ГИС герметизируют в пластмассовом или металлическом корпусе.

Резисторы сопротивлением от тысячных долей ома до десятков килоомов в ГИС изготовляют в виде тонкой пленки нихрома или тантала. Пленки наносят на изоляционную основу (подложку) и под­вергают термическому отжигу. Для получения резисторов с сопро­тивлением в десятки мегаомов используют металлодиэлектрическив смеси (хрома, монооксида кремния и др.).


Средние размеры пленоч­ных резисторов-(1 — 2)Х10~3 см2.

Конденсаторы в ГИС выполняют из тонких пленок меди, сереб­ра, алюминия или золота. Напыление этих металлов производят с подслоем хрома, титана, молибдена, обеспечивая хорошую адгезию с изоляционным материалом подложки. В качестве диэлектрика в конденсаторах используют пленку из оксида кремния, бериллия, двуоксида титана и т. д. Пленочные конденсаторы изготовляют ем­костью от десятых долей пикофарады до десятков тысяч пикофарад размером от 10~3 до 1 см2.

Проводники ГИС, с помощью которых осуществляют межэле­ментные соединения -и подключение к выводным зажимам, выпол­няют в виде тонкой пленки золота, меди или алюминия с подслоем никеля, хрома, титана, обеспечивающем высокую адгезию к изоля­ционному основанию. Гибридные интегральные схемы, у которых толщина пленок, образующихся при изготовлении пассивных эле­ментов, до 1 мкм с шириной 100 — 200 мкм,-относят к тонкопленоч­ным. Такие пленки получают методом термического напыления на поверхности подложек в вакууме с использованием трафаретов, ма­сок. Гибридные интегральные схемы с толщиной 1 мкм и более от­носят к толстопленочным и изготовляют путем напыления на подложки токопроводящих или диэлектрических паст через сетчатые трафареты с последующим их вжиганием в подложки при высокой температуре. Эти схемы имеют большие размеры и массу пассивных элементов. Навесные активные элементы состоят из гибких или жест­ких «шариковых» выводов, которые пайкой или сваркой присоединя-, ют к пленочной микросхеме.

Плотность пассивных и активных элементов при их многослой­ном расположении в ГИС, выполненной по тонкопленочной техноло­гии, достигает 300 — 500 элементов на 1 см3, а плотность монтажа электронных устройств на ГИС — 60 — 100 элементов на 1 см3. При такой плотности монтажа объем устройства, содержащего-107 эле­ментов, составляет 0,1 — 0,5 м3, а время безотказной работы — 103 — 104 ч. -

Основным преимуществом ГИС является возможность частичной интеграции элементов, выполненных по различной технологии (бипо­лярной, тонко- и толстопленочной и др.) с широким диапазоном электрических параметров (маломощные, мощные, активные, пассив­ные, быстродействующие и др.).



В настоящее время перспективна гибридизация различных типов интегральных схем. При малых геометрических размерах пленочных элементов и большой площади пассивных подложек на их поверхно­сти можно разместить десятки — сотни ИС и других компонентов. Та­ким путем создают многокристальные гибридные ИС с большим чис­лом (несколько тысяч) диодов, транзисторов в неделимом элементе. В комбинированных микросхемах можно разместить функциональ­ные узлы, обладающие различными электрическими характеристи­ками.

Сравнение ПМС и ГИС. Полупроводниковые микросхемы со сте­пенью интеграции до тысяч и более элементов в одном кристалле получили преимущественное. распространение. Объем производства ПМС на порядок превышает объем выпуска ГИС. В некоторых уст­ройствах целесообразно применять ГИС по ряду причин.

Технология ГИС сравнительно проста и требует меньших перво­начальных затрат на оборудование, чем полупроводниковая техно­логия, что упрощает создание нетиповых, нестандартных изделий и аппаратуры.

Пассивная часть ГИС изготовляется на отдельной подложке, что позволяет получать пассивные элементы высокого качества и создавать высокочастотные ИС.

Технология ГИС дает возможность заменять существующие ме­тоды многослойного печатного монтажа при размещении на подлож­ках бескорпусных ИС и БИС и других полупроводниковых компо­нентов. Технология ГИС предпочтительна для выполнения силовых ИС на большие мощности. Предпочтительно также гибридное испол­нение интегральных схем линейных устройств, обеспечивающих про­порциональную зависимость между входными и выходными сигна­лами. В этих устройствах сигналы изменяются в широком интерва­ле частот и мощностей, поэтому их ИС должны обладать широким диапазоном номиналов, не совместимых в едином процессе изготов­ления пассивных и активных элементов. Большие интегральные схе­мы БИС допускают объединение различных функциональных узлов, в связи с чем они получили широкое распространение в линейных устройствах.



Преимущества и недостатки интегральных схем. Преимуществом ИС являются высокая надежность, малые размеры и масса. Плот­ность активных элементов в БИС достигает 103 — 104 на 1 см3. При установке микросхем в печатные платы и соединении их в блоки плотность элементов составляет 100 — 500 на 1 см3, что в 10 — 50 раз выше, чем при использовании отдельных транзисторов, диодов, ре­зисторов в микромодульных устройствах.

Интегральные схемы безынерционны в работе. Благодаря не­большим, размерам в микросхемах снижаются междуэлектродные емкости и индуктивности соединительных проводов, что позволяет использовать их на сверхвысоких частотах (до 3 ГГц) и в логичес­ких схемах с малым временем задержки (до 0,1 не).

Микросхемы экономичны (от 10 до 200 мВт) и уменьшают рас­ход электроэнергии и массу источников питания.

Основным недостатком ИС является малая выходная мощность (50 — 100 мВт).

В зависимости от функционального назначения ИС делят на две основные категории — аналоговые (или линейно-импульсные) и цифровые (или логические).

Аналоговые интегральные схемы АИС используются в радио­технических устройствах и служат для генерирования и линейного усиления сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции в широком диапазоне мощностей и частот. Вследствие этого анало­говые ИМС должны содержать различные по номиналам пассивные и по параметрам активные элементы, что усложняет их разработку. Гибридные микросхемы уменьшают трудности изготовления аналого­вых устройств в микроминиатюрном исполнении. Интегральные мик­росхемы становятся основной элементной базой для радиоэлектрон­ной аппаратуры.

Цифровые интегральные схемы ЦИС применяются в ЭВМ, уст­ройствах дискретной обработки информации и автоматики. С по­мощью ЦИС преобразуются и обрабатываются цифровые коды. Ва­риантом этих схем являются логические микросхемы, выполняющие операции над двоичными кодами в большинстве современных ЭВМ и цифровых устройств.

Аналоговые и цифровые ИС выпускаются сериями.В серию хо-дят ИС, которые могут выполнять различные функции, но имеют единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначают­ся для совместного применения. Каждая серия содержит несколько различающихся типов, которые могут делиться на типономиналы, имеющие конкретное функциональное назначение и условное обозна­чение. Совокупность типономиналов образует тип ИС.

 



Классификация приемников


В зависимости от электроакустических показателей радиопри­емники делят на пять классов: высший, 1, II, III и IV. Стандарт охватывает радиовещательные приемники всех типов, включая тран­зисторные, а также распространяется на приемники, входящие в комбинированные установки (радиолы, магнитолы, телерадиолы и др.). Основные качественные показатели радиовещательных прием­ников различных классов приведены в табл. 134.

Радиовещательные приемники для удобства их эксплуатации могут иметь ряд вспомогательных устройств. Приемники высшего и I классов имеют растянутые и полурастянутые диапазоны, а также регулятор громкости с тонкокомпенсацией. Приемники высшего, I и непереносные II класса содержат внутреннюю антенну УКВ-диапа-зона и фиксированное положение «местный прием» в диапазонах ДВ и СВ. Приемники высшего, I и непереносные II класса имеют регулятор тембра по низшим звуковым частотам. Приемники высше­го, I и II и непереносные III класса содержат регулятор тембра высших звуковых частот.



Краткие сведения


Устройство. К электровакуумным относят электротехнические приборы, токопрохождение в которых обусловлено движением сво­бодных электронов в вакууме или среде разреженного газа. По прин­ципу действия и физическим явлениям, происходящим в электровакуумных приборах, их подразделяют на электронные высбковакуум-ные и ионные с низким вакуумом.

Наиболее распространенная двухэлектродная лампа — диод (рис. 29, а) представляет собой баллон (колбу) 1 из стекла, метал­ла или металлокерамики, внутри которого создан вакуум и помеще­ны два электрода — катод 3 и анод 2. По числу электродов (обы-шо увеличиваемых числом сеток 4) различают трех-, четырех- и пяти-электродные лампы, называемые соответственно триодами (рис. 29,6), тетродами и пентодами. Более сложные лампы — семиэлект-родные гептоды — содержат кроме анода и катода пять сеток.

Катод в электронной лампе служит источником электронов. В современных электронных приборах преимущественно распростра­нены термокатоды, испускающие электроны при нагревании. Термо-

катоды подразделяют на однородные (из чистых металлов или спла­вов) и активированные, поверхность которых покрыта слдем ок­сидной пасты, состоящей из окислов щелочноземельных металлов (бария, стронция, кальция), которые легко отдают свободные элек­троны.

По типу цепи накала термокатоды разделяют на катоды пря­мого и косвенного накала (подогревные). В прямонакальном като­де электроны испускаются самой нитью накала, а в подогревном — металлической трубочкой, покрытой активатором, внутри которой находится нить накала. Прямонакальные катоды маломощных ламп питаются постоянным током, а подогревные могут питаться также переменным током, поскольку они имеют большую массу и тепло­вую инерцию.

Рис. 29. Устройство электронных ламп и их условное обозначение: а — диода, б — триода

Электроны, эмитгируемые разогретым катодом лампы, попада­ют в электрическое-поле, действующее в пространстве между ано­дом и катодом. При наличии ускоряющего поля, создаваемого при­ложенной между анодом и катодом разностью потенциалов, элект­роны будут двигаться к аноду.




Рис. 30. Характеристики триода: а — анодно-сеточные, б — анодные

Аноды ламп изготовляют из металлов с высокой температурой плавления, допускающих высокую рабочую температуру. Обычно в лампах применяют черненые аноды, обладающие хорошим теплоиз­лучением.

Сетка расположена между анодом и катодом. На сетку отно­сительно катода обычно подают отрицательный или положительный потенциал, с помощью которого управляют электронным током в лампе. Чтобы сетка не преграждала путь движению электронов, ее выполняют спиральной или решетчатой из тугоплавких металлов (никеля, молибдена, вольфрама) и покрывают защитными слоями.

Характеристики ламп. Характеристики лампы выражают зави­симость токов от напряжений в различных ее цепях. Свойства при-емно-усилительных ламп оценивают по анодно-сеточным или анод­ным характеристикам.

Анодно-сеточные характеристики (рис. 30) выражают зависи­мость анодного тока от напряжения на сетке при постоянном напряжении на аноде и других электродах лампы. Для триодов эта зависимость записывается Iа=ф(Uс) при Uа=const Несколько анодно-сеточных характеристик, снятых при различных постоянных значениях анодных напряжений и напряжений на других электро­дах, образуют семейство, более полно отражающее зависимость то­ков от напряжений на электродах лампы.

Анодные характеристики (рис. 30,6) выражают зависимость анодного тока от напряжения на аноде при постоянном напряжении на сетке, и других электродах лампы Для триодов эта зависимость записывается Ia = Ф(Ua) при Uc=const. Несколько анодных харак­теристик, снятых при иных постоянных значениях напряжений на управляющей и других сетках (для многосеточных ламп), состав-ляют семейство анодных характеристик, позволяющих выбрать ре­жим и произвести графический расчет усилительного каскада (опре­делить оптимальную нагрузку, усиление, выходную мощность и т.д.).

Электрические параметры Свойства электронных ламп харак­теризуются их параметрами, которые связывают изменение анодно­го и сеточного тока с изменениями напряжений в их цепях.


Основ­ные электрические параметры приемно-усилительных и генераторных ламп приведены ниже.

Внутреннее сопротивление лампы 7?, представляет собой сопро­тивление промежутка анод — катод лампы для переменной составля­ющей анодного тока и определяется по формуле

Ri=ДUа/ДIа при Uс = const,

где ДUa — изменение напряжения на аноде, В, ДIа — изменение анодного тока, мА.

Крутизна характеристики S показывает, на сколько миллиам­пер изменяется анодный ток лампы при изменении напряжения на управляющей сетке на 1 В при постоянных напряжениях на аноде и остальных сетках (у многоэлектродных ламп).



где ДIа — изменение анодного тока, мА, ДUc1 — изменение сеточно­го напряжения, В

Характеристики, которые снимаются без нагрузки в анодной цепи лампы, называются статическими. При наличии нагрузки в анодной цепи (квазистатический режим) анодный ток будет изме­няться меньше, поэтому крутизна характеристики в нагрузочном ре­жиме также уменьшится и может быть определена по статическим S я Ri параметрам.



где Rа — анодная нагрузка

Статический коэффициент усиления ц показывает, во сколько раз изменение напряжения на первой сетке сильнее действует на анодный ток, чем изменение анодного напряжения. Коэффициент усиления определяется отношением изменения анодного напряже­ния к изменению сеточного напряжения, одинаково воздействующих на электронный ток



где ДUа и ДUC1 — изменения напряжений на аноде и первой сетке лампы

По коэффициенту усиления можно судить, какое изменение анод­ного напряжения по своему воздействию на анодный ток равноцен­но изменению на 1 В напряжения на первой сетке.

Для определения параметров лампы ДIа, АUа и ДUc1 обычно находят по анодно-сеточным или анодным характеристикам (рис, ЗО.а.б).

Коэффициент усиления ц, крутизна характеристики 5 и внут­реннее сопротивление Ri связаны между собой соотношением, на­зываемым уравнением связи параметров лампы: ц=$R«. В нагру­зочном режиме коэффициент усиления зависит от величины анодной нагрузки Rа и находится по формуле





Крутизна преобразования 5ПР — параметр частотно-преобразова­ тельных ламп, показывающий, какую амплитуду тока промежуточ­ной частоты создает в лампе напряжение сигнала .с амплитудой 1 В.

Мощность, рассеиваемая на аноде, определяется по формуле Pa=IaUn, где Iа и Uа — постоянные составляющие анодного тока и анодного напряжения лампы при выбранном режиме работы.

Выходная мощность Р„ых характеризует полезную мощность, отдаваемую лампой во внешнюю цепь.

Эквивалентное сопротивление шумов Rш характеризует уровень внутриламповых шумов усилительных и преобразовательных ламп, Под Rш обычно понимают такое условное омическое сопротивление резистора, на зажимах которого вследствие теплового движения электронов возникает напряжение тепловых шумов, эквивалентное напряжению внутренних шумов лампы, пересчитанному для цепи сетки. Это сопротивление (кОм) при средней комнатной температу­ре на низких частотах приближенно определяется: для диодов Rш» 0,65Ri=0,65/S; для триодов Rш =(2,5 — 3) /S; для экранированных ламп Rш=2,5 Iа(1+8 Iс2/S)/S(Iа+Iс2), где 5 — крутизна характерис­тики лампы; Iа и IС2 — токи анода и экранирующей сетки.

Входная емкость Свх — емкость управляющей сетки относитель­но других электродов, на которых при работе лампы отсутствует напряжение частоты сигнала, приложенного к цепи управляющей сетки. В триодах — это емкость управляющей сетки относительно соединенных вместе катода и баллона лампы. Для пентодов вход­ная емкость равна емкости управляющей сетки относительно соеди­ненных между собой катода, баллона, второй и третьей сеток.

Проходная емкость Спр — емкость между управляющей сеткой и анодом лампы (для схем с общим катодом). Через эту емкость возникает связь между сеточной и анодной цепями. В усилительных каскадах такая связь нежелательна, так как иногда приводит к са­мовозбуждению каскадов

Выходная емкость СВЫХ — емкость анода относительно других электродов, на которых при работе лампы отсутствует переменное напряжение частоты сигнала, действующее в цепи анода.


В триодах выходная емкость определяется емкостью анода относительно като­да и баллона, соединенных вместе. Для пентода выходная емкость равна емкости анода относительно соединенных между собой като­да, баллона, второй и третьей сеток.

Коэффициент широкополосности характеризует пригодность лампы для широкополосного усиления и определяется как отноше­ние крутизны характеристики лампы к сумме ее входной и выходной емкостей у=S/(СВх+СВЫХ),

§ 21. Условные обозначения

Приемно-усилительные лампы, выпускаемые в СССР, имеют обозначения, состоящие из четырех элементов: первый эле­мент — число, обозначающее (округленно) напряжение накала в вольтах; второй элемент — буква, обозначающая тип прибора (Д — диоды, X — двойные диоды, Ц — маломощные кенотроны, относя­щиеся к категории приемно-усилительных ламп, С — триоды, Н — двойные триоды, Г — диод-триоды, Э — тетроды, П — выходные пентоды и лучевые тетроды, Ж — пентоды с короткой характерис­тикой, К — пентоды с удлиненной характеристикой, Р — двойные тетроды и пентоды, Б — диод-пентоды, . Ф — триод-пентоды, И — триод-гептоды, А — частотно-преобразовательные лампы, В — лампы со вторичной эмиссией, Л — лампы с поперечным отклонением луча, Е — электронно-световые индикаторы настройки); третий элемент — число, обозначающее порядковый номер данного типа лампы; чет­вертый элемент — буква, характеризующая конструктивное оформ­ление лампы (С — .в стеклянной оболочке с цоколем или без него диаметром более 24 мм, К — в керамической оболочке, Д — в метал-лостеклянной оболочке с дисковыми впаями, П — в стеклянной обо­лочке миниатюрные диаметром 19 и 22,5 мм, Г, Б, А — в стеклян­ной оболочке сверхминиатюрные диаметром соответственно свыше 10 мм, до 10 мм, от 4 до 6 мм).

Лампы в металлической оболочке четвертого элемента обозна­чения не имеют. Обозначение приборов, отличающихся от основных типов какими-то свойствами, дополняется пятым элементом: буквой В — для ламп повышенной надежности и механической прочности, буквой Е — для ламп повышенной-долговечности (5 тыс.


ч и более), буквой Д — для особо долговечных ламп (10 тыс. ч и более), бук­вой И — для ламп, предназначенных для импульсной работы.

Стабилизаторы имеют трехэлементную систему обозначе­ния: первый элемент — буквы, обозначающие тип прибора (СГ — ста. билизатор напряжения, СТ — стабилизатор тока); второй элемент — число, обозначающее порядковый номер типа прибора; третий эле­мент — буква, обозначающая тип конструктивного оформления.

Электронно-лучевые приборы обозначают по четы-рехэлементной системе: первый элемент — число, соответствующее величине диаметра или диагонали экрана в сантиметрах; второй элемент — буквы, указывающие тип прибора (ЛО — осциллографи-ческие трубки и кинескопы с электростатическим отклонением луча, Л К — кинескопы с электромагнитным отклонением луча); третий элемент — число, обозначающее порядковый номер типа трубки; четвертый элемент — буква, указывающая тип люминофора экрана (А — синий, Б — белый, В — желто-оранжевый, И — зеленый, М — голубой).

Примеры обозначения электровакуумных приборов: 6СЗП — на­пряжение накала 6,3 В, триод, третий тип, миниатюрная лампа; 61 ЛЮБ. — диагональ экрана 61 см, кинескоп с электромагнитным отклонением луча, первый тип, белый экран.

§ 22. Параметры

В справочник вошли в основном миниатюрные лампы широкого применения. Все лампы подразделены на группы по числу электро­дов и преимущественной области применения, например кенотроны,

демпферные и детекторные диоды, триоды, пентоды, выходные тет­роды и т. д. В таблицах приведены рекомендуемый режим работы ламп и их основные параметры. Для комбинированных ламп (двой­ные диоды и триоды и т.п.) параметры относятся к половине лампы (одному аноду). Расположение внешних выводов (штырьков) на каждом цоколе лампы соответствует виду снизу на него (счет ве­дут по часовой стрелке).

В таблицах даны следующие сокращения и условные обозначе­ния параметров:

S — крутизна характеристики, мА/В;

Sпр — крутизна преобразования, мВ/В;

Sr — крутизна гетеродинной части лампы, мА/В;



м — коэффициент усиления;

Ri — внутреннее сопротивление, кОм;

Rш — эквивалентное сопротивление внутриламповых шумов, Ом; Rк — сопротивление резистора автосмещения, Ом;

Rа — сопротивление анодной нагрузки, кОм;

Re — сопротивление в цепи сетки, МОм;

Ра, ps, рк.с — максимально допустимая мощность рассеивания на аноде, экранирующей и катодной сетках, Вт;

Рвых — выходная мощность, Вт;

Са—к — емкость анод — катод у диодов, пФ;

Свх — входная емкость, пФ;

Y — коэффициент широкополосности, мА/(В-пФ);

U„ — напряжение накала, В;

Ua — напряжение на аноде, В;

Uc, Uc1 — напряжение на управляющей сетке, В;

Uc2 — напряжение на экранирующей сетке, В;

Uобр — амплитуда обратного напряжения между анодом и ка­тодом, В;

Iа — ток анода, мА; Iк — ток катода, мА; Iс2 — ток экранирующей сетки, мА; Iо — средний выпрямленный ток (на один анод), мА; Iт — амплитуда тока через вентиль (для кенотрона на один анод), мА;

Iн — ток накала, А;

УМНЧ — усиление мощности низких частот;

УННЧ — усиление напряжения низких частот;

УМВЧШ — широкополосное усиление мощности высоких частот;

УНВЧ — усиление напряжения высоких частот;

УВЧ — усиление высоких частот;

ГВЧ — генерирование высоких частот;

УСВЧ — усиление сверхвысоких частот;

ГСВЧ — генерирование сверхвысоких частот;

Дет — детектирование;

- ГИ — генерирование импульсов;

УНВЧШ (И) — широкополосное (импульсное) усиление напря­жения высоких частот;

ВУ — усиление видеосигналов;

ВЧ — высокочастотный;

В В — высоковольтный;

БСР, БКР — работа соответственно в блоке строчной и кадро­вой развертки телевизионных приемников;

95

Пр. Ч — преобразование частоты.



Рис. 31. Цоколевка диодов: А — анод, КП — катод-подогреватель, П — подогреватель

Диоды. Двухэлектродные электровакуумные приборы . (диоды) предназначенные для выпрямления переменного тока, называются кенотронами. Они содержат катод прямого или косвенного накала и один (для однополупериодного выпрямления) или два (для двух-полупериодного выпрямления) анода. В радиотехнических устройст­вах широкого применения, питаемых от сети переменного тока и потребляющих сравнительно небольшую (десятки, сотни ватт) мощ­ность, используют маломощные кенотроны.


Среди маломощных ке­ нотронов выделяют многочисленную группу, предназначенную для выпрямления невысоких напряжений (до 1000 В) и токов в десят­ки — сотни миллиампер.

Таблица 58

Тип диода

 Число анодов

 Uн,в

 Iн, А

 I0 ма

 Iт, мА

 Uобр, в

 Ri.кОм

 Са-к,пф

 Назначение
1Ц11П

 1

 1,2

 0,2

 0,3

 2

 20000

 20

 1

 ВВ телевизион­ные кенотро­ны
1Ц21П

 1

 1,4

 0,69

 0,6

 40

 25000

 -3
ЗЦ18П

 1

 3,15

 0,21

 1,5

 15

 25000

 15

 1,5
ЗЦ22С

 1

 3,15

 0,4

 2

 30

 36 000

 —

 2,5
5ЦЗС

 2

 5

 3

 125

 750

 1700

 0,2

 —

 Кенотроны
5Ц4С

 2

 5

 2

 62,5

 375

 1350

 0,15

 —
5Ц12П

 1

 5

 0,77

 50

 350

 5000

 0,4

 —
6Ц4П

 2

 6,3

 0,6

 37

 300

 1000.

 0,25

 —
6ЩЗЙ

 1

 6,3

 1,05

 120

 450

 - 4500

 0,1

 5
6Ц10П

 - 1

 6,3

 0,95

 120

 900

 1600

 0,1

 —

 Демпферные диоды
6Ц19П

 1

 6,3

 1,1

 120

 450

 4500

 0,1

 —
6Д14П

 1

 6,3

 1,1

 150

 600

 5600

 0,09

 —
6Д20П

 1

 6,3

 1,9

 90

 600

 6500

 —

 9
6Д22С

 1

 6,3

 1,9

 300

 1000

 6000

 —

 —
6Х2П

 2

 6,3

 0,3

 18,5

 90

 450

 0, 16

 3,6

 Детекторные

ДИОДЫ
Для демпфирования колебательного процесса выходного транс­форматора строчной развертки телевизионных приемников выпуска­ют демпферные диоды. Выпрямление импульсных напряжений осу­ществляется высоковольтными кенотронами, рассчитанными на ра­боту при обратных напряжениях в десятки киловольт и малых токах (до сотен микроампер) и обладающими малой междуэлектродной емкостью и высокой экономичностью катода. Для детектирования и выпрямления переменного тока используют маломощные детектор­ные и выпрямительные диоды, рассчитанные на работу при относи­тельно небольших (до 500 В) анодных напряжениях и малых (де­сятки миллиампер) токах.


Детекторные диоды имеют малые разме­ры электродов и обладают небольшой междуэлектродной емкостью, что позволяет применять их на высоких частотах.

Параметры кенотронов, демпферных и детекторных диодов при­ведены в табл. 58, а их цоколевка — на рис. 31.

Триоды. В зависимости от назначения трехэлектродные лампы (триоды) отличаются друг от друга характеристиками, пара­метрами и конструктивным оформлением. Различают триоды для усиления напряжвшя низких или высоких частот и триоды для уси­ления мощности.

Триоды для усиления напряжения низкой частоты УННЧ обла­дают большим коэффициентом усиления (ц=25-100), относительно высоким (десятки килоом) внутренним сопротивлением, сравнитель­но небольшой (2 — 4 мА/В) крутизной характеристики. В ряде совре­менных триодов, предназначенных для УННЧ, за счет уменьшения расстояния сетка — катод крутизна характеристик значительно уве­личена (до 20 мА/В и более).

Триоды для усиления напряжения высокой частоты УНВЧ об­ладают меньшими междуэлектродными емкостями, чем низкочастот­ные триоды. Благодаря этому в них значительно повышена устой­чивость к самовозбуждению усилительных каскадов на триодах.

Триоды для усиления мощности УМ допускают большую амп­литуду сигнала на сетке и обеспечивают получение большой ампли­туды переменной составляющей анодного тока, обладают значитель­ной крутизной характеристик (более 5 мА/В), относительно малым внутренним сопротивлением (единицы килоом), большой мощностью рассеяния на аноде (Pа>5 Вт).

Наряду с одиночными выпускаются двойные триоды, обладаю­щие идентичностью параметров. При их использовании можно умень­шить габаритные размеры, массу и стоимость аппаратуры.

Параметры триодов приведены в табл. 59, а их цоколевка — на рис. 32.

Таблица 59

Тип триода

IR,A

Ua, в

Iа, ma

Uc, В, или Rк, Ом

S, мА/В

и-

R{, кОм

Ра, Вт

Rш, ком

Cвх, ПФ

Спр, пф

Свых.пф

Назначение

6С2П

0,4

150

14

100 Ом

11,5

48

4,2

2, 5

0,4

5,3

0,19

4,2

УНВЧ

6СЗП

0,3

150

16

100 »

19,5

50

2,5

 —

0,2

6,7

2,4

1,65

УНВЧ

6С4П

0,3

150

16

100 »

20

50

2,5

__

0,2

11,4

0,17

3,75

УНВЧ

6С15П

0,44

150

40

30 »

45

52

1,1

6,5

0,1

11

5,5

1,8

УНВЧШ

6С45П-Е

0,44

150

40

30 »

45

52

—

 —

0,1

11,5

4

1,9

УНВЧШ

6С58П

0,3

150

27

51 »

36

64

 —

5,7

0,11

7,5

2

1,15

УНВЧШ

6Н1П

0,6

250

7,5

600 »

4,35

35

И

2,2

__

3,1

2,2

1,75

УННЧ

6Н2П

0,34

250

2,3

 — 1,5В

2

97

47

1

 —

2,25

0,7

3,1

УННЧ

6НЗП

0,35

150

8,5

 — 2 »

5,9

36

6,25

1,5

__

2,7

1,6

1,55

УВЧ, ГВЧ

6Н6П

0,75

120

30

 — 2 »

11

20

1,8

.4,8

 —

4,45

3,7

2

УМНЧ

6Н14П

0,35

90

10

 — 1,3»

6,8

25

3,2

1,5

__

4,9

1,8

2,9

УНВЧ

6Н15П

0,45

100

9

 — 0,5В

5,6

38

6,8

1,6

 —

2

1,4

0,4

ГВЧ, УННЧ

6Н23П

0,3

100

15

680 Ом

12,7

32

 —

1,8

0,3

3,6

1,5

2,1

УНВЧ, ГИ

6Н24П

0,3

90

15

680 »

12,5

33

 —

1,8

 —

3,9

2

1,3

УНВЧ

6Н26П

0,62

150

14

100 »

9,5

48

7,5

2,6

5

4

2,5

2,3

УНВЧИ

6Н31П

0,31

90

17

91 »

12,5

31

 

 2

 

  

  

  

 УНВЧШ






Рис. 32. Цоколевка триодов

Пентоды. Для удовлетворительной работы на высокой частоте лампы должны иметь малые междуэлектродные емкости. Триоды не удовлетворяют этим требованиям, так как обладают сравнительно большими внутриламповыми емкостями и малым коэффициентом усиления. В четырехэлектродных лампах (тетродах) и пятиэлектродных (пентодах) благодаря тщательной внутренней экранировке электродов электростатическое воздействие анода на управляющую сетку и катод ослаблено. При этом значительно уменьшается меж-дуэлёктродная, особенно проходная, емкость (до 0,003 — 0,006 пФ), а внутреннее сопротивление возрастает до 0,5 — 2 МОм. Крутизна характеристик пентодов увеличена до 5 — 8 мА/В и более, что поз­воляет получить значительное усиление. Коэффициент усиления вы­сокочастотных пентодов 500 — 2500 и более, а отношение S/Cnp= 1000ч-1600 мА/(В-пФ). Коэффициент широкополосности в обычных ВЧ пентодах 0,1 — 0,3 мА/(В-пФ), а в специальных широ­кополосных лампах — 1,5 — 2 мА/(В-пФ). Параметры пентодов при­ведены в табл. 60, а их цоколевка — на рис. 33.

Выходные тетроды и пентоды. Выходные лампы обычно исполь­зуются для усиления мощности НЧ в оконечных каскадах приемни­ков телевизоров и других подобных им устройств. При работе на более низких частотах значительно снижается вредное влияние меж­дуэлектродных емкостей. Поэтому в выходных лампах специально не экранируют электроды, а экранирующую сетку выполняют с боль­шим шагом. Вследствие этого низкочастотные пентоды и тетроды для усиления мощности обладают меньшими, .чем высокочастотные пентоды, внутренним сопротивлением Ri (десятки килоом) и коэф­фициентом усиления (11=150-7-600), а крутизна характеристик вслед­ствие увеличения рабочих поверхностей электродов достигает 10 мА/В и более.

Таблица 60

Тип пентода

Iн, А

Uл. в

Iа. мА

Uс2- в

Iс2- МА

UCТ В,

или Rк, Ом

S, мА/В

JR., кОм

Ра,Вт

Свх, пф

Спр- пф.

свых- пф

Y,мА/(В* пФ

Назначе­ние

6ЖШ

0,17

120

7,5

120

3,2

 — 1,8 В

5,2

300

1,8 ..

4,3

0,03

2,3

0,77

УНВЧШ

6Ж2П

0,17

120

5,5

120.

5,5

 — 2 »

3,8

195

1,8

4,1

0,03

2,35

 —

УНВЧШ

6Д5П

0,45

300

10 ,

150

2

 — 2 »

9

240

3,6

8,1

0,03

2,2

 —

УНВЧШ

6Ж9П

0,3

150

15,5

150

4,5

 — 1,6 »

17

150

3

8,5

0,03

3

1,5

УНВЧШ

6ДИП

0,44

150

25

150

7,5

 — 1,6 »

28

36

4,9

13

0,04

3,4

1,6

УНВЧШ

6Ж32П

0,2

250

3

140

1

 — 2 »

1,8

2500

1

4

0,05

5,5

 —

УННЧ

6Ж38П

0,18

150

13

100

3,2

82 Ом

10

175

2,5

5,8

0,02

2,4

 —

УНВЧШ

6Ж49П

0,3

150

14

150

2,4

80 »

14

100

2,85

8,2

0,03

2,7

1,5

УНВЧШ

6Ж5Ш

0,3

200

8,5

100

3,5

200 »

15

 —

2,5

И

0,006

3,3

 —

УНВЧШ

6Ж52П

0,33

100

41

150

 —

24 »

55

 —

7,5

13

0,05

1,8

 —

УНВЧШ

6К4П

0,3

250

И

100

4,4

-1 В

4,4

800

3

6,4

0,004

6,7

 —

УНВЧ

6К13П

0,3

200

12 ,

90

4,5

 — 2 »

12,5

500

2,5

10

0,005

3,3

 —

УНВЧШ




Наряду с основными, как у всех ламп, параметрами выходные лампы характеризуются еще специальными для них показателями — выходной мощностью Рвых (мощностью переменной составляющей анодного тока, отдаваемой в нагрузку) и коэффициентом нелиней­ных искажений (отношением суммарного значения гармоник, возни­кающих при усилении, к значению усиленного сигнала), зависящи­ми от режима работы лампы.

Основные параметры выходных тетродов и пентодов приведены в табл. 61, а их цоколевка — на рис, 34.



Рис. 33. Цоколевка пентодов



Рис. 34. Цоколевка выходных тетродов и пентодов, триод-пентодов, частотно-преобразовательных ламп и электронно-световых индикато­ров

Таблица 61

Тип лампы

Iн, А

Ua,B

Iа. мА

Uc2,В

Iс,- МА

Uс1, В,

или Rк ,

Ом

S, мА/В

Ri, кОм

Да, кОм

Ра, Вт

Р вых Вт

V пф

спр- пф

свых- пф

Назначение

6П1П

0,5

250

44

250

12

—12 В

4,9

42

5

12

3,8

8

0,7

5

УМНЧ

6П14П

0,76

250

48

250

7

120 Ом

11,3

30

5,2

12

4,5

11

0,2

7

УМНЧ

6П15П

0,76

300

30

ISO

4,5

75 »

14,7

100

10

12

4,5

11

0,07

5,5

УМ видео

6ГТ18П

0,76

170

53

170

8

110 »

11

22

3

12

3,5

И

0,2

6

УМНЧ, БКР

6П23П

0,75

300

40

200

5

—16 В

4,5

44

. —

11

—

7,5

0,1

4,5

УМ, ГВЧ

6ПЗЗП

0,9

170

10

170

6,5

—12,5»

10

25

—

12

5,6

12

9

7

УМНЧ

6П36С

2

100

120

100

—

—7.

20

4,5

—

12

—

32

1

19

УМ БСР

6П38П

0,45

150

50

150

8

—

65

30

—

10

—

21

0,07

3,9

УМВЧШ

6Э5П

0,6

150

45

150

15

30 Ом

30

8

—

8

—

16

v 9

0,75

2,85

УНВЧШ

6П43П-Е

0,6

300

45

250

4,5

—

7,5

—

—

12

—

1,3

0,7

9

БКР

6Ф1П

0,43

100*

13

170

4

—2 В

5

—

20

1,5

 

 -2

1,45

0,3

ПрЧ, УНВЧ

170

10

—2В

~6Т2

400

—

2,5

 

 5,5

0,02

0,34

6ФЗП

0,85

170

2,5

170

14

— 1,5 В

2,5

—

70

1

 

 2,2

3,7

0,4

УННЧ, БКР

170

41

—11 В

7

15

—

8

 

 9,3

0,3

8,5

6Ф4П

0,72

200

3

170

3,2

600 Ом

4 11

16

65

1

4

 

 4

2,7

0,6

УННЧ, ВУ

170

18

100 Ом

100

—

 

 9,5

0,1

0,4

6Ф5П

0,9

100 185

5,5 41

185

,2,7

160 Ом 340 Ом

7 7,5

~23

70

0,5 0,9

—

3,5 11

1,8 0,6

0,25 8,8

УМ БКР

6Ф12П

0,33

150 150

12,5 13

150

2,2

68 кОм

Л 19

—

—

3,5 5

—

4

8

2 М2

0,3 2,4

УН(НЧ, ВЧ)Ш




* В числителе — данные для триода, в знаменателе — для пентода.

Частотно-преобразовательные лампы. В радиоприемных устрой­ствах, выполненных по супергетеродинной схеме, принятый ВЧ-сигнал преобразуется в промежуточную частоту, напряжение которой затем усиливается другими каскадами до необходимого уровня. Преобразование частоты (ПрЧ) осуществляется в преобразователь­ная каскаде, состоящем из гетеродина (маломощного генератора ВЧ) и смесителя (прибора с нелинейной проводимостью).

Преобразовательные каскады выполняют на частотно-преобразо­вательных лампах — гептодах и триод-гептодах. В схемах с исполь­зованием гептода гетеродин собирают на его триодной части, обра­зуемой катодом, первой (управляющей) и второй (выполняющей роль анода) сетками. Смеситель выполнен на пентодной части лам­пы, образуемой катодом, третьей (сигнальной), четвертой (экрани­рующей), пятой (антидинатронной) сетками и анодом.

В схемах на комбинированных триод-гептодах гетеродин соби­рают на отдельной триодной части лампы, а смеситель — на гептод­ной. По сравнению с обычным гептодом комбинированная лампа бла­годаря отдельным электронным потокам в гетеродинной и смеси­тельной ее частях обеспечивает более стабильную работу гетеродина и позволяет получить более высокий эффект преобразования. Эф­фективность работы частотно-преобразовательной лампы оценивает­ся специальным параметром — крутизной преобразования 5Пр, пока­зывающей, какое значение тока промежуточной частоты создает на­пряжение сигнала с амплитудой 1 В.

Электронно-световые индикаторы. Их применяют в приемниках, магнитофонах и других устройствах в качестве визуальных указате­лей застройки, индикаторов сигнала и т. д. Конструктивно они пред­ставляют собой комбинацию индикаторной системы с одним или двумя триодами, смонтированными в одном баллоне лампы.

Параметры частотно-преобразовательных ламп и электронно-световых индикаторов приведены в табл. 62, а их цоколевка — на рис. 34.



Таблица 62

Тип

лампы

Iн, А

Uа, в

Uc2+4, В

UС1, В

Iа, мА

IС2+4, МА

6А2П

0,3

250

100

 — 1,5

3

7

6И1П*

0,3

100/250

 — /100

 — 2/ — 2

6,8/3,8

 — /6,5

6Е1П

0,3

100

250**

__ 2

2

4**

6Е2П

0,58

150

250**

__ 4

1,55

2,5**

6ЕЗП

0,23

250

250**

0

0,35

 —

Продолжение табл. 62

Тип

Sпp, мА/В

Sr, мА/В

Iк,мА

RC1, МОм

Ра, Вт

6А2П

0,3

4,5

14

 

 1,1

6И1П*

 — /0,77

2,2/-

6,5/12

0,5/3

0,8/1,7

6Е1П

0,5***

 —

 —

3

0,2

6Е2П

1,4***

 —

 —

0,5

0,4

ШЗП

 —

 —

 —

3

0,5

Продолжение табл. 62

Тип

Р02+4, ВТ

СВX ПФ

Спр, пф

СВЫХ ПФ

м

6А2П

1,1

7,5

0,35

10

—

6И1П*

—/1

3,2/6,1

1,2/0,006

2,3/8,8

 —

6Е1П

—

 —

 —

—

24

6Е2П

—

3

1,2

7

30

6ЕЗП .

—

 —

 —

 —

 —

* В числителе приведены параметры триодной, а в знаменателе — гептод-ной части. Входной сигнал подается на третью сетку лампы 6А2ГТ и на пер­вую сетку гептодной части лампы 6И1П. » ** Напряжение и ток кратера. *** Крутизна характеристики триодной части.

Стабилитроны тлеющего разряда. Газоразрядные стабилитроны тлеющего разряда представляют собой ионные приборы, служащие для стабилизации напряжения, и характеризуются следующими ос­новными параметрами:

напряжением зажигания Uзаж между электродами, при котором в приборе возникает электрический разряд; оно определяет мини­мальное напряжение источника питания в схеме;

напряжением стабилизации Uст между анодом и катодом, под­держиваемый стабилитроном постоянным;

максимальным Iст.макс и минимальным Iст.мин значениями тока стабилизации, при которых сохраняется стабилизирующее действие прибора;

изменением напряжения стабилизации ДUст в рабочем диапазоне токов от Iст мин до Iст.макс.

Параметры стабилитронов и их цоколевка приведены в табл. 63.




Таблица 63

Тип стабилит­рона

Напряжение, В

Ток ста­билитро­на, мА

Изменение напряже­ния ста­билиза­ции, В

зажига­ния

стабили­зации

минималь­ный

 максималь­ный
СГ1П

175 — 190

145 — 160

 

 30

2,5

СГ2П

133 — 150

104 — 112

 

 30

2,5

спзп

175 — 180

143 — 155

5

30

3,5

СГ15П-2

160

104 — 112

 

 30

3

СГ16П

130

80 — 86

 

 30

3



Правила эксплуатации. Напряжение источника питания для на­дежного возникновения разряда выбирают равным 1,25 U3аж. На электроды стабилитрона нельзя подавать переменное напряжение или напряжение обратной полярности (минус на катод). Нежелательно параллельное включение стабилитронов, так как разряд (из-за разброса параметров) может возникнуть лишь у одного стабили­трона, что приведет к его токовой перегрузке. Во избежание воз­никновения релаксационных колебаний не рекомендуется включать между анодом и катодом стабилитрона конденсатор емкостью боль­ше 0,1 мкФ.

Таблица 64

Тип кинескопа

Ток накала,

А

Номинальные напряжения, В

Угол откло­нения луча, град

Яркость**,

кд/м*

модуля­тора

запирающее на модулято­ре

на ускоряю­щем электроде

на первом аноде

на втором аноде

16ЛКШ*

0,28

15

20 — 10

300

0 — 450

9000

90

150 (60)

23ЛК13Б

0,55

25

45

100

0 — 300

11000

90

225(100)

31ЛКЗБ

0,65

35

30 — 60

250

0 — 350

11000

100

150(180)

43ЛК2Б

0,6

25

60 — 30

300

 — 100-+425

14 000

70

40 (75)

43ЛК9Б-М

0,66

25

80 — 30

300

— 100-+425

14000

110

100 (42)

47ЛК2Б

0,3

32

100 — 50

400

0 — 400

16000

110

400 (500)

50ЛКШ

0,3

 —

80 — 30

400

0 — 400

16 000

 —

400 (500)

53ЛК2Б

0,6

30

90 — 30

300

 — ЮОч-Н-425

16000

70

40(18)

53ЛК6Б

0,6

30

80 — 30

300

 — ЮО-ь+425

16 000

110

40(16)

59ЛК2Б

0,3

44

80 — 30

400

0 — 400

16000

110

200 (350)

59ЛКЗЦ

0,9

 —

200

400

4500 — 5500

25000

90

60 (1240)

61ЛКШ

0,3

 —

77 — 40

400

0 — 400

18000

110

140(350)

61КЛЗЦ

0,9

75

110 — 190

250

4700

. 20000

110

 120(1000)

67ЛКШ

0,3

55

40 — 90

400

0 — 400

20000

110

200(450)




* Номинальное напряжение накала кинескопов 23ЛК13В, 31ЛКЗБ — 12 В, остальных кинескопов — 6,3 В.

** Цифры в скобках указывают ток луча в микроамперах.

Таблица 65

Тип кинескопа

Номер штырьков

Способ подключения ко второму аноду

Масса, кг
подогревате­ля (нить на­кала)

катода

модулятора

ускоряющего электрода

фокусирующе­го электрода

16ЛК1Б

5 и 6

3

4 и 7

1

2

Боковой вывод

1

0,3

23ЛК13Б

3 и 4

2

1 и 5

 6

7

Вывод на баллоне

1,1

31ЛКЗБ

3 и 4

2

1 и 5

6

7

» » »

 —

43ЛК2Б

1 и 8

7

2

6

4

Металлический конус

5,5

43ЛК9Б-М

3 и 4

2

5

7

6

Боковой вывод

5,5

47ЛК2Б

1 и 8

7

2 и 6

3

4

Углубление в колбе

9

50ЛК1Б

1 и 8

7

2 и 6

3

4

» » »

9

53ЛК2Б

1 и 12

11

2

10

6

Боковой вывод

18

53ЛК6Б

3 и 4

2

5

7

6

» »

«.

12

59ЛК2Б

1 и 8

7

2 и 6

3

4

Углубление в колбе

16

59ЛКЗЦ

61ЛКЗЦ

 1 и 14

2 красный 6 зеленый 11 синий

3 красный 7 зеленый 12 синий

4 красный 5 зеленый 13 синий

9

Специальный вывод на колбе

18

61ЛК1Б

1 и 8

7

2 и 6

3

4

Углубление в колбе

15

67ЛК1Б

1 и 8

7

2 и 6

3

4

Вывод на баллоне

 —

Кинескопы. Приборы предназначены для приема изображения в телевизионных приемниках. В кинескойах применяется магнитная или трехлинзовая электростатическая фокусирующая система и обычно магнитное управление лучом.

Телевизионный сигнал в кинескопах подается на управляющий электрод или катод и модулирует электронный луч по интенсивности. Отклонение луча достигается с помощью магнитного поля отклоня­ющих катушек. Для получения изображения нужных размеров уве­личивают угол отклонения луча до 110°, что достигается увеличе-. нием напряженности магнитного поля отклоняющих катушек.

Фокусирование луча в кинескопе должно обеспечить диаметр пятна на экране не более 0,5 мм для больших экранов и не более 0,3 мм для экранов небольшого (до 30 — 40 см) размера.Диаметр светящегося пятна на экране определяет разрешающую способность кинескопа, зависящую от числа воспроизводимых на экране элемен­тов изображения. В кинескопах с небольшим экраном для уменьше­ния искажения изображения обычно применяют комбинированную фокусирующую систему, состоящую из первой электростатической и второй магнитной линзы, образуемой короткой катушкой. В кинеско­пах с большим экраном используют более экономичную электроста­тическую фокусировку. Ко второму аноду электронного прожектора кинескопа подводят высокое (5 — 25 кВ) напряжение, обеспечиваю­щее значительное ускорение электронов и необходимую яркость изо­бражений. Основные параметры кинескопов приведены в табл. 64, а их цоколевка — в табл. 65.



Магнитные головки


Магнитные головки используются для записи звука на магнит­ную ленту, его воспроизведения с ленты или стирания (уничтоже­ния) записанной фонограммы. По назначению различают записы­вающие (ГЗ), воспроизводящие (ГВ) и стирающие (ГС) магнитные головки. Раздельные головки используют в профессиональной и вы­сококачественной бытовой аппаратуре магнитной записи. В люби­тельских конструкциях и в бытовой аппаратуре среднего класса за­пись и воспроизведение осуществляют одной (универсальной) голов­кой. Головки, которые применяют как для записи, так и для вос­произведения, относят к универсальным (ГУ).

Записывающая магнитная головка преобразует электрические колебания звуковой частоты в соответствующие колебания магнит­ного поля. Это поле в основном сконцентрировано вблизи ее рабоче­го зазора, мимо которого, касаясь головки, движется и намагничи­вается магнитная лента.

Если намагниченную ленту перемещать вблизи рабочего зазора воспроизводящей магнитной головки, остаточный магнитный поток ленты, замыкаясь через сердечник головки, индуцирует в ее обмотке эдс (ток звуковой частоты).

В стирающей магнитной головке по обмотке проходит ток вы­сокой частоты и создает переменное магнитное поле, которое раз­магничивает ленту (уничтожает записанную информацию).

Магнитная головка (рис. 28, а, б) содержит магнитопровод 1, обмотку 2, крепежную арматуру 5 с экраном. Магнитопровод раз­делен на две части, на каждой из которых размещено по одной полуобмотке. Рабочий зазор 4 между частями магнитопровода об­разован тонкой диамагнитной прокладкой В магнитопроводе запи­сывающих головок во избежание его насыщения предусматривается дополнительный зазор 3. В бытовых магнитофонах используют малогабаритные магнитные головки. Элементы магнитопровода этих головок вклеивают в пазы арматуры 5. Обмотку наматывают на пластмассовый каркас 6 и надевают на магнитопровод головки. Между полуобмотками вставляют диамагнитную прокладку. Голов­ку помещают в экран и фиксируют винтами или заливают компаун­дом.
Головки кассетных магнитофонов в зоне рабочей поверхности имеют направляющие штыри или планки.



Рис. 28. Магнитная головка а — схема, б — общий вид

Магнитопроводы головок обычно собирают из пластин пермал­лоя толщиной 0,1 — 0,2 мм, которые склеивают в пакеты. Магнито­проводы стирающих головок прессуют из феррита. Такие головки вследствие малых потерь на вихревые токи эффективно работают при меньшей потребляемой мощности.

Параметры головки существенно зависят от ширины рабочего зазора d, его глубины Л и длины l. Ширина рабочего зазора влияет на уровень намагничиваемости записывающей ленты. При малой ширине зазора сигнал может быть записан с меньшей длиной волны, при этом магнитное поле, воздействующее на ленту, будет незначи­тельным. Чтобы получить оптимальную величину намагничивания ленты, выбирают толщину ее намагничиваемого слоя соизмеримой с шириной рабочего зазора (для ГУ и ГЗ — 3 — 8 мкм).

Основными n-араметрами магнитных головок являются ток запи­си, эдс воспроизведения, ток стирания и индуктивность,

Ток записи, указываемый в паспорте головки, соответствует ос­таточной намагниченности ленты (при скорости движения 9,53 см/с) 250 нВб/м — максимальному уровню записи на частоте 400 Гц. Но­минальный ток подмагничивания ГЗ выбирают с учетом получения минимальных гармонических искажений. Практически его устанав­ливают на 1 — 2 дБ больше оптимального, соответствующего наи­большему уровню записи.

Эдс воспроизведения ГВ — напряжение, развиваемое головкой в режиме холостого хода при воспроизведении фонограммы с оста­точной намагниченностью 250 нВб/м. Чем меньше ширина рабочего зазора d и выше скорость движения ленты, тем шире диапазон вос­производимых частот. Однако при уменьшении ширины рабочего зазора снижается эдс воспроизведения на низших и средних часто­тах. Эдс может также снизиться, если зазор не перпендикулярен на­правлению движения ленты.

При повышении частоты растут потери, что обусловлено рос­том вихревых токов в диамагнитной прокладке рабочего зазора и увеличением магнитного сопротивления материала магнитопровода головки.


При неплотном прилегании ленты в головке возникают кон­тактные потери.

В стирающих головках ГС ширину рабочего зазора выбирают от 150 до 250 мкм. При скорости движения ленты 19,05 см/с ра­бочий зазор иногда делают из двух диамагнитных прокладок раз­ной толщины, между которыми вставляют прокладку из магнитно-мягкого материала. При таком двойном зазоре обеспечивается более полное стирание записей.

Ток стирания, проходящий через обмотку ГС, обеспечивает уровень стирания: — 65 дБ — для катушечных магнитофонов при частоте генератора 80 кГц и — 60 дБ — для кассетных при частоте генератора 60 кГц.

Индуктивность универсальных головок транзисторных магнито­фонов составляет около 100 мГн, ламповых — 1 Гн, а стирающих головок — 1 мГн и более.

Условное обозначение магнитных головок МГ состоит из сле­дующих элементов: первая цифра обозначает ширину ленты, для работы с которой рассчитана головка (3 — для лент шириной 3,81 мм, 6 — для лент шириной-6,25 мм); следующая за ней буква указывает назначение МГ (А — записывающая; В — воспроизводя­щая, С — стирающая, Д — универсальная); цифра, следующая за буквой, означает максимальное число одновременно воспроизводи­мых, записываемых или стираемых дорожек фонограммы, вторая цифра за буквой — максимальное число дорожек фонограммы, рас­полагаемых по ширине магнитной ленты; в обозначении стирающих головок следующие (одна или две) цифры указывают максималь­ную скорость движения ленты, а буква, стоящая после цифр, — на особенность применения головок (Н — обозначает головку с низким, а П или В в более ранних выпусках — с высоким импедансом, т. е. полным сопротивлением); следующая цифра, отделяемая от преды­дущего обозначения точкой, указывает номер модификации головки; буква в конце обозначения показывает категорию головки (О -« обычная, У — улучшенная).

Основные параметры унифицированных МГ для магнитных лент А4403-6 и А4203-3 приведены в табл. 55.

В блоках головок, состоящих из двух МГ и более, разница ин-дуктивностей отдельных головок, входящих в блок, не должна превышать 25% Для блоков категории У и 30%! — для категории О; разница в эдс при воспроизведении — соответственно не более 2 и 3 дБ, а ширина рабочих зазоров — 15 и 25 %.


Основные параметры МГ, входящих, в блоки, для магнитных лент А4403-6 и А4203-3 приведены в табл. 56.

Таблица 55

Тип магнитной * головки

Индуктив­ность, мГн

Ширина рабочего зазора, мкм

Эдс вос­произве­дения, мВ

Ток, мА

записи

подмаг-ннчивания

стирания

6Д12В.1

480 — 820

3

1,6

0,085

0,85

 
6Д12П.2.О

950 — 1350

4

2,4

0,06

0,8

 —

6Д12Н.З.О

40 — 60

3

0,47

0,28

2,8

 — .

ЗД12Н2.О

45 — 75

1,5±0,3

0,23

0,15

1,5

 —

ЗД12Н.21.О

60 — 100

1,8

0,36

0,3

1,5

 —

6С129.1.У

1,4 — 2,1

250

 —

 

  

 60

6С 129.1

1,3 — 2,2

200

 —

 —

 —

75

ЗС 124.1

0,3

150

 —

—

 —

85

ЗС124.1.О

0,2 — 0,4

100

—

—

__

100

ЗС 124.1. У

0,22 — 0,37

2X100

—

__

__

80

ЗС 124.21. 0

0,25—0,37

200

 —

 —

 —

80

Таблица 56

Тип магнитной головки

Индуктив­ность, МГН

Ширина рабочего зазора, мгм

Эдс вос­произве­дения, мВ

Ток, мА

записи

подмаг-ничива-ния

Стирания

6А24Н.4.У

15-25

7

 

 0,45

2,7

 
6В24Н.4.У

60 — 95

3

0,375

 —

 —

 —

6Д24Н.1.О

60 — 95

3

0,33

0,27

1,8

 —

6Д24Н.4.О

60 — 95

3

0,38

0,3

2,2

 —

ЗД24Н.1

55-90

1,5

0,15

0,15

1,0

 —

ЗД24Н.1.О

55 — 90

1,5

0,15

0,2

1,2

 —

ЗД24Н.1.У

55 — 90

1,5±0,3

0,17

0,12

0,5

—

ЗД24Н.21.О

60 — 100

1,8

0,23

0,15

0,75

 — 

6С249.1.У

0,7 — 1,05

250+50

 —

 —

 —

60

6С2419.2.У.

0,5 — 0,7

2X100

 —

 —

 —

60

Для всех МГ и их блоков (см. табл. 55 и 56) указана геомет­рическая ширина воздушного зазора. Блок МГ 6А24Н.4.У имеет задний зазор шириной 50 мкм. Ток стирания указан для частоты 80 кГц при уровне стирания — 65 дБ для катушечных магнитофонов и для частоты 60 кГц при уровне стирания — 60 дБ для кассетных магнитофонов.



Таблица 57

Наименование магнитофона

Тип головки

Индук­тивность, мГн

Ширина рабочего зазора, мкм

Эдс воспро­изведения, мВ

Ток, мА

записи

подмагни-чивания

стирания

Айдас-9М

У

900

3

2,3

—

—

—

Дайна-Э-29 Астра-4

С

У

С

5 900 10

180

5

200

2,2

1,0

0,4

60 70

Брянск

У

С

1100 5

3

100

2,1

0,08

0,8

40

Весна-2

У

200

3,5

0,5

0,16

0,9

 —

Весна-3

С

1,5

100

 —

 —

 

 40

Дайна Э-29 (транзистор-

У

С

120

. 4

3

100

.2

0,08

0,55

100

ный) Дельфин-301

У

62

3

0,3

0,3

3

—

Дельфин-302 Комета-201

С

У

С

2,2

900

7

250

8

200

 —

2,7

 —

ОД

0,9

80 85

Комета-206 Лира-206 Комета-209

У

С

У

С

130

6,5

55

0,5

5

200 3 50+200

0,4 0,35

0,25 0,15

3 1,5

30 65

Маг-59

в

775

8

3

 —

 —

 —

Тембр

3

с

8

2

8 150

 —

2,5

14

65

Мелодия МГ-56 Нота МП-64

У

с

900

7

8 200

3

0,13

0,5

45

Мрия

У

с

80

3,5

3 250

0,25

0,22

3

40

Орбита-2

У

с

70

0,36

5 250

0,25

0,56

2

185

Романтик-3

У

65

4

0,22

0,25

1,2

 —

 

 с

0,8

120

 —

 —

 —

100

Яуза- 10

s

У

с

1000

6 5

5 200

1,2

0,08

0,8

35

Яуза-209

У

6с — 100

2,5 — 3,5

. 0,36

0,25

2,5

 —

 

 с

0,6 — 1

 —

 —

 —

 —

80

Яуза-212

в

3

50

20

3 8

0,3

0,35

3,5

 — 

 

 с

8

250

 —

 —

 —

85

Основные параметры МГ и блоков самостоятельного изготовле­ ния предприятиями, выпускающими аппаратуру магнитной записи, приведены в табл. 57. В магнитофоне Комега-209 использована МГ, рассчитанная на четырехдорожечную запись, а остальные — на двух-дорожечную. Блоки МГ рассчитаны только на четырехдорожечную запись.


Магнитные материалы


Основные сведения. Магнитные свойства веществ зависят от внутренней скрытой формы движения электрических зарядов, пред­ставляющих собой элементарные круговые токи, обладающие маг­нитными моментами. Такими токами являются электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах.

Магнитные свойства материалов характеризуются магнитной проницаемостью. Для магнетиков она зависит от напряженности внешнего магнитного поля. Обычно магнитную проницаемость ве­ществ сравнивают с магнитной проницаемостью вакуума. Относи­тельная магнитная проницаемость представляет собой отношение ин­дукции к соответствующей напряженности магнитного поля и маг­нитной постоянной вакуума (ц0=4л-10-7 Гн/м) : ц=В/(Яц0), где В — индукция, Тл; Н — напряженность магнитного поля, А/м.

Если производить намагничивание образца ферромагнетика во внешнем магнитном поле, а затем уменьшать напряженность поля, то индукция будет уменьшаться медленнее из-за гистерезиса (отста­вания). При создании поля противоположного направления образец может быть размагничен или перемагничен. При повторном измене­нии направления поля индукция может вернуться к исходному зна-» чению. В результате будет описана кривая, представляющая собой петлю гистерезисного цикла перемагничивания (рис. 2). Значение В при Я=0 в процессе размагничивания образца, намагниченного до насыщения Bs, называют остаточной индукцией Вт (на рис. 2 она равна отрезку ОМ или ОМ1). Для того чтобы уменьшить индукцию от значения Вг до нуля, необходимо приложить обратно направлен­ную напряженность поля Нс (равную отрезкам ON1 или OJV), назы­ваемую коэрцитивной (задерживающей) силой.

Материалы с малой коэрцитивной силой и большой магнитной проницаемостью называют магнитно-мягкими. Они обычно обладают узкой петлей гистерезиса (рис. 2, а). Материалы с боль­шой коэрцитивной силой и малой магнитной проницаемостью отно­сят к магнитно-твердым. Они обладают широкой петлей гис­терезиса (рис. 2, б).

Рис. 2. Гистерезисные кривые:


а — магнитно-мягкого материала, б — магнитно-твердого мате­риала, в — феррита с прямоугольной петлей гистерезиса

При перемагничивании ферромагнетиков в переменных магнит­ ных полях возникают потери энергии, приводящие к их нагреву, что обусловлено потерями на гистерезис и динамическими. Потери энер­гии на гистерезис могут быть определены по площади его статичес­кой петли. Динамические потери вызываются вихревыми токами, ин­дуктированными в массе магнитного материала, и магнитным после­действием или магнитной вязкостью. Чем больше удельное электрическое сопротивление ферромагнетика, тем меньше потери на вихревые токи.

Особую группу составляют ферримагнетики — сложные оксид­ные материалы специализированного назначения, называемые фер­ритами, которые отличаются от ферромагнетиков меньшей индук­цией насыщения, почти прямоугольной петлей гистерезиса (рис. 2, в), более сложной температурной зависимостью индукции и более вы­соким удельным сопротивлением.

Магнитные материалы классифицируют по назначению. Магнит­но-мягкие материалы разделяют на низко- и высокочастотные с по­вышенным удельным сопротивлением, а магнитно-твердые — на ма­териалы для постоянных магнитов и записи звука. Кроме того, при­меняют материалы специализированного назначения.

Магнитно-мягкие низкочастотные материалы. Их применяют для изготовления магнитопроводов трансформаторов, электромагнитов, электрических машин, измерительных приборов, в которых при ми­нимальных затратах энергии необходимо получить наибольшую ин­дукцию. В группу магнитно-мягких низкочастотных материалов вхо­дит особо чистое электролитическое железо, получаемое путем электролиза, и карбонильное железо, изготовляемое термическим разложением пснтакарбонила [Fe(CO)5->Fe+5CO]. Эти материалы содержат весьма малое (менее 0,05%) количество при­месей.

Технически чистое железо (армко-желеэо) обычно содержит небольшое (до 0,1 %) количество примесей углерода, се­ры, марганца, кремния и других элементов, ухудшающих его маг­нитные свойства.


Оно обладает относительно малым удельным со­противлением и используется для изготовления магнитопроводов по­стоянного магнитного потока.

Разновидностью технически чистого железа является низко­углеродистая электротехническая листовая сталь, выпускаемая толщиной листа от 0,2 до 4 мм и содержащая до 0,04 % углерода и 0,6 % других примесей. Магнитные свойства и содержание примесей железа и низкоуглеродистой стали приведены в табл. 10.

Таблица 10

 

Материал

 

  

Коэрци-тивная

сила. А/м

Максималь-

ная магнит­ная прони-

цаемость

Содержание

примесей, %

углерод

кислород

Электролитическое желе­зо

28

15000

0,02

0,01

Карбонильное железо

Технически чистое железо

 6,4

64

21000

7000

0,005

0,02

0,005

0,06

Низкоуглеродистая элек-

тротехническая сталь

 64

4500

0,04

 —

Таблица 11

Степень легиро­вания стали кремнием

Вторая цифра марки

Удельное сопро­тивление, мкОм м

Плотность, Мг/м

Степень легиро­вания стали кремнием

Вторая цифра марки

Удельное сопро­тивление, мкОм-м

Плотность, Мг/м

Нелегирован­ная

0

0,14

7,85

Среднелегиро-ванная

 

 3

 

 0,4

 

 7,75

 
Слаболегиро- -ванная

1

0,17

7,82

Нижесредне-леги рованная

 

 2

 

 0,25

 

 7,8

 

 Повышенно-ле­гированная

4

0,5

7,65

Высоколегиро­ванная

5

0,6

7.55

Кремнистая электротехническая тонколисто­вая сталь обладает повышенными удельным сопротивлением (за счет введения в нее кремния) и магнитной проницаемостью, мень­шими коэрцитивной силой и потерями на гистерезис. Сталь, содержа­щая свыше 5 % кремния, становится очень хрупкой. Плотность и удельное электрическое сопротивление электротехнической стали за­висят от степени ее легирования кремнием (табл. 11). Толщина выпускаемых листов стали составляет 0,1 — 1 мм. Путем специализиро» ванной прокатки и особой термообработки получают текстурованную сталь с лучшими магнитными свойствами, что позволяет при исполь­зовании ее в сетевых трансформаторах и радиотрансформаторах уменьшать на 20 — 40 % их массу и габаритные размеры.


Зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля для стали 1521 толщиной 0,35 мм показана на рис. 3.

Электротехническую сталь маркируют четырьмя цифрами (на­пример, 2013). Первые три цифры означают тип (марку) стали, а четвертая — его порядковый номер. Первая цифра марки указывает класс по структурному состоянию и виду прокатки (1 — горячеката­ная, 2 — холоднокатаная изотропная, 3 — холоднокатаная авизо-тройная); вторая цифра — степень легирования кремнием (0 — с со­держанием Si до 0,4%; 1 — от 0,4 до 0,8%; 2 — от 0,8 до 1,8%; 3 — от 1,8 до 2,8%; 4 — от 2,8 до 3,8%; 5 — от 3,8 до 4,8%), третья — группу, устанавливаемую по основной нормируемой харак­теристике (0 — удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц P1,7/50, 1 — при 1,5 Тл и 50 Гц P1,5/50, 2 — при 1 Тл и 400 Гц P1/400, 6 — магнитная индукция в слабых магнитных по­лях при напряженности поля 0,4 А/м — В0,4, 7 — -магнитная индук­ция в средних магнитных полях при 10 А/м — Вю). Предельные зна­чения потерь и индукции для стали класса 3 приведены в табл. 12,




Рис. 3. График зависимости магнитной индукции от на­пряженности магнитного по­ля электротехнической ста­ли

Таблица 12

Марка

Толщина, мм

Удельные потери, Вт/кг

Магнитная индукция, Тл, при напряженности магнитного поля, А/м

Р1/50

Р1.5/50

Р1.7/50

100

250

2500

3411

0,50

1,10

2,45

3,20

 

  

 1,75

 

 0,35

0,80

1,75

2,50

 —

 —

1,75

3411

0,50

0,70

1,50

2,20

1,6

1,7

1,88

 

 0,35

0,50

1,10

1,60

1,6

1,7

1,88

3415

0,35

0,46

1,03

1,5

1,61

1,71

1,93

Низко коэрцитивные сплавы включают пермаллой и альсиферы. Пермаллой — железоникелевый сплав, обладающий боль­шой магнитной проницаемостью и очень малой коэрцитивной силой. Высоконикелевые сплавы содержат 72 — 83 % Ni, а низконикелевые — 40 — 50 %. Для улучшения свойств пермаллоев (кроме никеля Н) в них вводят легирующие добавки: кобальт (буква К в условном обозначении), марганец (М), хром (X), кремний (С) и др.



Таблица 13

Группа

 Марка

 Магнитная прони­цаемость

 Коэрцитивная сила, А/м

 Индукция в ре­жиме насыщения, Тл

 Удельное сопро­тивление, мкОм-м
начальная

 максимальная
Нелегирован­ные низкони­келевые

 45Н, 50H

 1700 — 3000

 16000 — 35000

 32 — 10

 ~1,5

 0,45
Легированные низконике­левые

 50 НХС

 1500 — 3200

 15000 — 30000

 20 — 8

 1,0

 0,9
Легированные высоконике­левые

 79 НМ, 80 НХС

 16000 — 35000

 50000 — 220000

 5,2 — 1

 0,65

 0,55
Супермаллой (79%Ni, 5% Mo, 15 % Fe, 0,5 % Mn)

 100000

 До 1 500 000 (при В — = 0,3 Тл)

 0,3

 0,8

 0,6
Альсифер

 —

 35400 — 117000

 —

 1,8

 —

 0,8
Альсиферы — тройные сплавы железа (85 %) с кремнием (9,5 %) и алюминием (5,5 %), отличаются твердостью и хрупкостью. Параметры пермаллоев и альсифера приведены в табл. 13. Пермаллои применяют для изготовления сердечников малогабаритных транс-форматоров, дросселей, реле, а альсиферы — высокочастотных прес­сованных сердечников.

Магнитно-мягкие высокочастотные материалы. Эти материалы по­частотному диапазону предназначаются для низких, высоких и сверх­высоких частот, а по физической природе и строению их делят на магнитодиэлектрики и ферриты,

Магнитодиэлектрики получают прессованием порошко­образного ферромагнетика (карбонильного железа, альсифера) с изолирующей связкой (полистирол, стекло и др.). Прессованные сер­дечники из магнитодиэлектрика применяют в индуктивных катушках генераторов, контуров радиоприемников и т. д. Введение сердечника в катушку увеличивает ее индуктивность L, повышает добротность Q = wL/r, где (о — угловая частота; г — активное сопротивление ка­тушки. Сердечники на основе карбонильного железа имеют высокую стабильность, малые потери, положительный температурный коэф­фициент магнитной проницаемости и могут работать в широком дьа-пазоне частот.

Ферриты являются двойными оксидами железа и других ме­таллов (цапример, ZnO-FeaOs, CdO-FezOa) и представляют собой твердые растворы нескольких простейших соединений.


Иногда их на­ зывают оксиферами. Они обладают высоким удельным сопротивле­кием (а следовательно, малыми потерями энергии в области высо­ких частот) и высокой магнитной проницаемостью, благодаря чему широко применяются .в радиоэлектронике. Ферриты тверды и хруп­ки, поэтому их обработку можно производить только шлифованием.

Различают магнитно-мягкие низко- и высокочастотные, сверх­высокочастотные, с прямоугольной петлей гистерезиса и магнитно-твердые ферриты.

Магнитно-мягкие ферриты применяют при изготовлении контур­ных катушек, магнитных экранов, сердечников импульсных транс­форматоров и т. д.

Они имеют относительно большую диэлектрическую проницае­мость. С ростом частоты проницаемость снижается, а тангенс угла потерь возрастает. Параметры некоторых ферритов приведены в табл. 14.

Таблица 14

Марка

Магнитная проницае­мость

Коэрцитивная сила, А/м

Остаточная индук­ция, Тл

Граничная частота, МГц

Удельное объемное сопротивление, Ом-м

Плотность, Мг/ма

начальная

макси­мальная

20000 НМ

15000

35000

0,24

0,11

0,1

0,001

—
6000 НМ

4800 — 8000

10000

8

0,11

0,5

0,1

5

1000 НМ

800 — 1200

1800

28

0,11

5

0,5

4,5

1000 НН

800 — 1200

3000

24

0,1

.3

10

4,9

600 НН

500 — 800

1500

40

0,12

5

100

4,8

2000 НМ1

1700-3500

3500

25

0,12

1,5

5

5

700 НМ1

550 — 850

1800

25

0,05

8

4

4,8

100 ВЧ

80 — 120

280

300

0,15

80

105

4,8

20 ВЧ2

16 — 24

45

1000

0,1

300

106

4,7

9 ВЧ

9 — 13

30

1500

0,06

600

107

4,4

Ферриты

6 — 85

12 — 300

30 — 800

0,1 —

 —

108

 
СВЧ

 

  

  

 0,5*

 

  — 1011

 —

Индукция насыщения.

В обозначении магнитно-мягких ферритов на первом месте стоят цифры (перед буквами), указывающие значение начальной магнит­ной проницаемости, затем буквы, определяющие верхнюю границу частотного диапазона, при которой начинается быстрый рост потерь.


У низкочастотных ферритов Н граничная частота от 0,1 до 50 МГц, у высокочастотных ВЧ — 50 — 600 МГц. Последующие буквы обо­значают материал (М — марганец-цинковый, Н — никель-цинковый и тли). Цифры, введенные в обозначение высокочастотных ферри­ тов после букв, указывают на разновидность материалов.

Сверхвысокочастотные ферриты применяют для коммутации энергии с помощью внешнего поля по разным направлениям за счет поворота плоскости поляризации ВЧ-колебаний в намагниченном феррите (магнитооптический эффект Фарадея) и для поглощения отраженных волн в волноводах в процессе их взаимодействия с вра­щающимися электронами феррита (ферромагнитный резонанс), а также для других целей.

СВЧ-ферриты должны обладать высоким удельным объемным сопротивлением (порядка 107 Ом м), малыми диэлектрическими, а также магнитными потерями вне области резонанса, обеспечивающи­ми незначительное затухание сигнала в феррите, высокой чувстви­тельностью материала к управляющему полю и температурной ста­бильностью свойств. Обобщенные параметры СВЧ-ферритов приве­дены в табл. 15.

Материалы специализированного назначения. Ферриты о прямоугольной петлей гистерезиса ППГ (см. рис. 2,в) используют в счетно-вычислительной технике для хранения дискретной информации Основным параметром материалов с ППГ является коэффициент прямоугольности петли гистерезиса Kп — от­ношение остаточной индукции к максимальной (измеренной при Hмакс=5Hс). Кл=Вr/Вмакс. Для получения быстрого перемагничи-вания сердечники должны иметь небольшой коэффициент переклю­чения Sq, равный количеству электричества, которое необходимо для его перемагничивания из одного состояния остаточной индукции в противоположное

Следует учитывать температурную нестабильность свойств фер-ригов С повышением температуры от — 20 до +60°С наблюдается снижение (в 1,5 — 2 раза) коэрцитивной силы, остаточной индукции (на 15 — 20%) и коэффициента прямоугольности (на 5 — 30 %). Большую термостабильность параметров и лучшие магнитные свой­ства имеют ленточные микронные сердечники из пермаЛлоев.



Сравнительные параметры ферритов с ППГ и микронных сер­дечников из пермаллоев приведены в табл. 15.

Таблица 15

Материал

 Коэрци­тивная сила, А/м

 Остаточная индукция, Тл

 Коэффициенты
прямоуголь­ности

 переключе­ния мккл/м
Ферриты различ- ных марок

 10 — 1200

 0,15 — 0,25

 0,9

 110 — 630
Микронные сер- дечники из пер­маллоев (толщи­на ленты 2 —10 мкм)

 8-50

 0,6 — 1,5

 0,85 — 0,9

 25 — 100
К магнитострикционным материалам относят ни­кель, алферпермаллой, ряд ферритов, некоторые редкоземельные металлы, их сплавы и соединения. При намагничивании ферромаг­нитных монокристаллов изменяются их линейные размеры (магнито-стрикция). Магнитострикционная деформация материалов может быть как положительной так и отрицательной. Явление магнито-стрикции используется в генераторах звуковых и ультразвуковых колебаний, дефектоскопах и других устройствах.

Магнитно-твердые материалы. Они характеризуются высокой коэрцитивной силой, большой площадью петли гистерезиса (см. рис. 2, б) и остаточной индукцией. Кроме этого важной характеристикой материалов для постоянных магнитов является максимальная энер­гия, отдаваемая магнитом во внешнее пространство. Удельная маг­нитная энергия, заключенная в воздушном зазоре между полюсами магнита, 9d=BdHd/2, где На — напряженность поля, соответствую­щая индукции Bd при размагничивании.

По способу получения и составу различают легированные мар-тенситные стали, литые высококоэрцитивные сплавы, магниты из порошков, магнитно-твердые ферриты, ленты (металлические и не­металлические) для записи звука.

Легированные мартенситные стали являются наи­более простыми и дешевыми материалами для постоянных магнитов. Стали легируются добавками вольфрама, молибдена, хрома. Свой­ства мартенситных сталей для постоянных магнитов и их состав при­ведены в табл. 16.

Таблица 16

Марка

 Химический состав

 Магнитные свойства
С

 Сг

 W

 Со

 Мо

 остаточная индукция, Тл

 коэрцитивная сила, кА/м
EX

 0,95—

 1,3—

 —

 0,9

 4,6
1,1

 1,6
ЕХЗ

 0,9-

 2,8—

 —

 —

 —

 0,95

 4,8
1,1

 3,6
Е7В6

 0,68—

 0,3-

 5,2-

 —

 —

 1

 5
0,78

 0,5

 6,2
ЕХ5К5

 0,9—

 5,5—

 —

 5,5-

 —

 0,85

 8
1,05

 6,5

 6,5
ЕХ9К15М

 0,9—

 8—10

 —

 13,5—

 1,2—

 0,8

 13,6
1,05

 16,5

 1,7



Литые высококоэрцитивные сплавы представляют собой тройные сплавы А! — Ni — Fe (раньше называли сплавами альни), обладаю­щие большой магнитной энергией Для улучшения магнитных свойств и механических характеристик в сплав альни вводят добавки крем­ния (сплав альнисн) или кобальта (сплав альнико, при содержании кобальта 24% — магнико) В настоящее время эти сплавы имеют буквенно-цифровую маркировку.

В марках сплавов приняты следующие обозначения: 10 — алю­миний, Н — никель, Д — медь, К — кобальт, Т — титан, Б — ниобий, С — кремний, А — столбчатая, АА — монокристаллическая структу­ра. Если за буквой следуют цифры, они указывают на содержание металла,

Магнитные свойства сплавов определяются не только их соста­вом, но и видом обработки. Основные свойства магнитно-твердых сплавов приведены в табл. 17.

Таблица 17

Марка

Удельная магнит­ная энергия, кДж/м8

Коэрцитив­ная сила, кА/м

Остаточная индукция, Тл

ЮНД4

ЮНДК15

3,6

6,0

40

48

0,50

0,75

ЮН15ДК24

18

52

1,15

ЮН13ДК25А

28

44

1,40

ЮНДК40Т8АА

32

145

0,90

Магниты из металлокерамических порошков марок ММК1 — ММК11 имеют коэрцитивную силу от 24 до 128 кА/м, остаточную индукцию от 0,48 до 1,1 Тл и запасенную энергию от 3 до 16 кДж/м3.

Магнитно-твердые ферриты (бариевые ВаО-6Ре2Оз — феррокс-дюр) выпускают марок БИ (бариевые изотропные) и БА (бариевые анизотропные) с коэрцитивной силой до 240 кА/м, превосходящей магниты системы альни, однако уступающие этим сплавам по оста­точной индукции (0,38 Тл) и запасенной магнитной энергии (12,4 кДж/м3). Параметры магнитов из феррита бария и кобальта нриведены в табл. 18.

 Таблица 18

Параметры

 Марка
1БИ

 1 БИС

 2.4БА

 3.1БА

 1.5КА

 2КА
Максимальная магнитная

энергия, кДж/м3

 3,2

 3,6

 9,6

 12,4

 5,6

 7 2
Коэрцитивная сила, кА/м Остаточная индукция, Тл

 128

 0,19

 128 0,21

 224 0,33

 168 0,38

 128 0,24

 128 0,28
Материалы для записи звука включают магнитно-твердые стали и сплавы, позволяющие изготовлять из них ленту или проволоку, а также пластмассовую ленту с нанесенными на ее по­верхность порошкообразными ферритами



Магнитно-твердый сплав викаллой (34 % Ре; 52 % Со; 14 % V) с коэрцитивной силой 36 кА/м и остаточной индукцией 1 Тл позво­ ляет изготовлять из него ленту и проволоку. Железоникельалюми-ниевые магнитно-твердые -сплавы могут наноситься на медную лен­ту. Однако эти материалы не обеспечивают оптимальное соотноше­ние коэрцитивной силы к остаточной индукции, при котором гаран­тируется качественная запись в широком диапазоне частот.

Применяют одно- и двухслойную магнитные пленки. Двухслой­ная пленка представлчет собой ацетилцеллюлозную- ленту шириной 65 мм и толщиной 35 мкм, на которую нанесен слой лака, содержащий до 40 % магнетика. Такая пленка имеет коэрцитивную силу от 6,4 до 20 кА/м и остаточную индукцию от 0,8 до 0,4 Тл (их от­ношение достигает 40), что позволяет вести запись звука при малых скоростях. Пленка хорошо сохраняется при температуре 15 — 20 °С и относительной влажности воздуха 50 — 60 %. Однослойные пленки изготовляют из поливанилхлорида с магнитным наполнителем.



Микрофоны


Микрофоны служат для преобразования энергии звуковых коле­баний в электрический ток звуковой чистоты. Их широко применяют в технике проводной и радиосвязи, радиовещания, телевидении, ап­паратуре звукозаписи.

Микрофоны характеризуются чувствительностью, -диапазоном частот и неравномерностью частотной характеристики в этом диа­пазоне, характеристикой направленности.

Чувствительность определяется отношением напряжения, раз­виваемого микрофоном на его номинальном сопротивлении нагрузи»,

к звуковому давлению, воздействующему на чувствительный элемечг микрофона, и измеряется в вольтах (или милливольтах) на паска ль (В/Па или мВ/Па).

Рис. 23. Характеристики направленности микрофонов: а — круг, б — восьмерка, в — кардиоида, г — суперкардиойда

Рис. 24. Электродинамический катушечный (а, б) и ленточный (в, г) микрофоны:

1 — звуковая катушка, 2 — диафрагма, 3 — зазор, 4 — . магнйтопровод, 5 — маг­нит, 6 — полюсный наконечник, 7 — гофрированный воротник, 8 — изолирую­щие перемычки, 9 — гофрированнай лента

Частотная характеристика выражает зависимость чувствитель­ности микрофона от частоты на его акустической (рабочей) оси. Не­равномерность частотной характеристики определяется отношением максимального значения чувствительности к минимальному в преде­лах номинального диапазона частот и измеряется в децибелах.

Характеристика (диаграмма) направленности выражает зависи­мость (в полярных координатах) чувствительности на данной час­тоте от угла между акустической (рабочей) осью и направлением прихода воздействующего на микрофон звука. Эта характеристика зависит от устройства звукоприемной части микрофона. Микрофоны, у которых звуковая волна может воздействовать только на одну сторону подвижной системы (диафрагмы), не обладают резко вы­раженной направленностью и имеют, особенно в области низших частот, круговую характеристику направленности (рис. 23, а). Мик­рофоны, у которых диафрагма открыта с двух сторон (с фронта и тыла), реагируют на разность звуковых давлений, возникающих по обе стороны диафрагмы.
Они имеют диаграмму направленности в виде восьмерки (рис. 23, б) и обладают двусторонней направлен­ностью. Для получения острой направленности действия используют комбинированные микрофоны, составленные из двух (направленного и ненаправленного). Комбинированные микрофоны позволяют полу­чить однонаправленную диаграмму в виде кардиоиды (рис. 23, в) или суперкардиоиды (рис. 23, г). Эти микрофоны обеспечивают вы­деление полезного сигнала при повышенном уровне шумов окружаю­щей среды.

По принципу действия (способу преобразования звукового сиг­нала) микрофоны подразделяют на электродинамические (катушеч­ные и ленточные), электростатические (конденсаторные), пьезоэлек­трические, электромагнитные и угольные. Электродинамические и электростатические микрофоны широко применяют в профессиональ­ных установках высококачественного звукоусиления, радиовещания, телевидения, а электромагнитные, пьезоэлектрические и угольные — в простейших звукоусилительных установках (мегафонах) и уст­ройствах телефонной и диспетчерской связи. Рассмотрим первые два вида микрофонов.

В электродинамических катушечных микрофонах МД подвижная диафрагма 2 соединена со звуковой катушкой 1, которая расположена в зазоре 3 магнитной системы микрофона (рис. 24, а, б). Под воздействием звуковых колебаний среды диа­фрагма вместе со звуковой катушкой совершает возвратно-поступа­тельное движение в направлении рабочей оси микрофона. В резуль­тате взаимодействия проводников катушки с магнитным полем стержневого 5 (кернового) или кольцевого магнита на выводах ка­тушки появляется эдс звуковой частоты.

Диафрагма катушечных микрофонов выполняется из жесткого материала (тонкой пластмассы, специальной бумаги, пропитанной лаком). Плоские края диафрагмы прикреплены черев эластичный гофрированный воротник 7 к корпусу или магнитной системе микро­фона. Эластичность гофрированного воротника обеспечивает под­вижность диафрагмы со звуковой катушкой.

Звуковая катушка наматывается изолированным медным или алюминиевым проводом 00,03 — 0,05 мм.


Кольцевые (трубчатые) или стержневые (керновые) магниты 5 катушечных микрофонов из­ готовляют из высококоэрцитивных сплавов стали с добавлением ме­ди, никеля, титана и снабжают магнитопроводами 4 из мягких ста­лей, обладающих небольшим магнитным сопротивлением.

В корпусе или подставках некоторых микрофонов устанавлива­ют выходные трансформаторы, обеспечивающие лучшее согласова­ние с нагрузкой, особенно при подключении микрофона к усилителю с большим входным сопротивлением.




Рис, 25. Конденсаторный микро­фон:

а — общий вид, б — схема включения

Электродинамические ленточные микрофоны МЛ вместо звуковой катушки имеют тонкую (2 мкм) гофрированную ме­таллическую (обычно алюминиевую) ленту 9 (рис. 24, в, г), которая движется в магнитном поле. Диафрагма в микрофонах отсутствует, а магнитный зазор 3 не кольцевой, а линейный. В ленте возникает переменная эдс, которая подводится к первичной обмотке микро­фонного трансформатора. Поскольку сопротивление ленты мало (около 0,5 Ом), в ленточных микрофонах используют повышающий выходной трансформатор. Эти микрофоны характеризуются более естественным и мягким звучанием и, несмотря на ма­лую надежность, широко при­меняются в студиях и концерт­ных залах.

Конденсаторный микрофон (рис. 25, а) пред­ставляет собой плоский конден­сатор (звукоприемный кап­сюль), у которого одна из об­кладок (мембрана) подвижная. Под воздействием звуковых ко­лебаний изменяется емкость конденсатора. Чтобы эти изме­нения превратить в переменный ток звуковой частоты, на об­кладки конденсаторного микро­фона цодают постоянное на­пряжение (рис. 25,6), Звуко­приемный капсюль конден­саторного микрофона имеет одну подвижную обкладку из металли­ческой фольги толщиной от 2 до 30 мкм или из тонкой (3 — 6 мкм) металлизированной полимерной пленки. Другой (неподвижной) об­кладкой капсюля служит массивная металлическая пластина (база Б). Расстояние между обкладками 20 — 40 мкм.


В последнее время базу стали выполнять из радиокерамики или стеклопластика с ме­таллизацией поверхности, обращенной к мембране. База имеет от­верстия, расположенные под мембраной М. Эти отверстия определя­ют величину демпфирования мембраны, а следовательно, и частот­ную характеристику капсюля.

В цепь, питания последовательно с микрофоном включается на­грузочный резистор Rн. При уменьшении емкости конденсатора кап­сюля под воздействием звуковых колебаний заряд на его обкладках уменьшается, а при увеличении емкости — возрастает. Изменения заряда вызывают переменный ток в цепи, а на нагрузочном резисто­ре Rн возникает переменное напряжение, которое затем подают на вход микрофонного усилителя. Емкость капсюля микрофона состав­ляет от единиц до десятков пикофарад, а диапазон рабочих частот от 20 — 30 Гц до 20 — 50 кГц За счет отверстий в базе мембрана вос­принимает звуковые волны с двух сторон, поэтому микрофон приоб­ретает направленность восприятия.

Таблица 49

Микрофон

 Номинальный диапазон частот, Ги

 Чувства­тельность (f=1000 ГЦ). мВ/Па

 Неравномер­ность час­тотной харак­теристики, дБ

 Средний перепад чувстви­тельности, «фронт — тыл», дБ

 Выходное сопротивле­ние, Ом

 Размеры*, мм

 Масса*, г
МК-12

 50 —

15 000

 11

 9

 20

 200±50

 021X22/89X156X272

 120/2220
МК-ИМ

 50 —

15 000

 7

 8

 15

 250±50

 040X215/272X156X89

 270/3000
МК-15

 50 —

15000

 5,5

 12

 10

 200±50

 58Х58Х70/89Х X 156X272

 210/2200
МКЭ-2

 50 —

15000

 1,5

 15

 15

 —
МКЭ-3

 50 —

15000

 3,5

 10

 15

 —

 021X15®

 140
МЛ- 19

 50 —

15 000

 2,0

 14

 17

 250±50

 014X22

 17
МД-52А

МД-52Б

 50 —

15 000

 1.2

 12

 12

 100±20

 41X50X140

 650
МД-52Б-СН

 50 —

15 000

 1.3

 12

 12

 100±20

 032X114

 160, 200
МД-63, МД-63Р

 60 —

15000

 1,1

 20

 —

 250±50

 325X270X190

 1000
МД-64А

 100 —

12000

 1,0

 12

 12

 250±50

 022X68

 125,9
МД-66, МД-66А

 100 —

10000

 2,0

 20

 12

 180±20

 033X121

 200
МД-200

 100 —

10000

 1,5

 12

 12

 250±50

 033X116

 170



* В числителе указаны размеры и масса микрофона, в знаменателе — источника питания.



Рис. 26. Малогабаритные го­ловки громкоговорителей с маг­нитной системой:

а — открытой, б — закрытой

Преимуществами конденса­ торных микрофонов являются высокая чувствительность, рав­номерная частотная характе­ристика чувствительности, ши­рокий диапазон рабочих частот. Электретные мик­рофоны МКЭ представляют собой разновидность конденса­торных. Они не требуют для работы поляризующего напря­жения. На одну обкладку этих микрофонов наносят слой элек­трета с постоянным электриче­ским зарядом, обеспечивающим поле, соответствующее поляри­зующему напряжению до 100 В. Заряд сохраняется около 30 лет. Электретные микрофоны де­шевле обычных конденсаторных и весьма перспективны в бытовой аппаратуре магнитной записи. В зависимости от конструкции кон­денсаторные микрофоны могут быть ненаправленными, односторонне направленными и двусторонне направленными. Основные параметры выпускаемых электродинамических и конденсаторных микрофонов приведены в табл. 49.

Микрофон МК-12 — односторонне направленный с кардиоидной характеристикой направленности, МК-14М имеет три характеристики направленности (кардиоиду в вертикальной плоскости, круг, коси­нусоиду), электретный МКЭ-2 — односторонне направленный, а МКЭ-3 — ненаправленный, электродинамические МД-63, МД-63Р — ненаправленные, а МД-52А, МД-52Б, МД-64А, МД-66, МД-66А и МД-200 — односторонне направленные. Микрофон МД-52Б-СН — стереофонический, представляет собой систему из двух монофониче­ских односторонне направленных микрофонов МД-52Б. Микрофон МД-63Р используется в комплекте с радиомикрофоном.

§ 17. Головки громкоговорителей и телефоны

Головки громкоговорителей служат для преобразо­вания энергии переменного тока в энергию звуковых волн Различа­ют электродинамические головки и прямого излучения. Работа электродинамических головок основана на взаимодействии постоян­ного магнитного поля, образующегося в зазоре магнитной системы, с переменным электрическим током, проходящим через звуковую катушку Электродинамические головки являются лучшими по каче­ству воспроизведения звука, хотя обладают низким кпд и значитель­ными частотными искажениями.


На рис. 26, а, б показаны малогаба­ритные головки громкоговорителей с открытой и закрытой магнитной системами 1, круглой диафрагмой 2 диаметром 60 мм и низкоомной звуковой катушкой 3

Электроакустическими характеристиками и параметрами головок громкоговорителей являются следующие

Частотная характеристика — выражает зависимость звукового давления от частоты подводимого напряжения сигнала при посто­янной его амплитуде на зажимах головки.

Номинальный диапазон частот — полоса воспроизводимых зву ковых частот, в пределах которой неравномерность частотной ха­рактеристики головки не превышает заданной величины

Номинальная мощность РНОм — наибольшая электрическая мощ­ность, подводимая к головке громкоговорителя, при которой вноси­мые головкой нелинейные искажения не превышают установленных техническими условиями норм (обычно на низшей частоте не более 10 %). Ее измеряют в ваттах и указывают в начале обозначения (например, 0.25ГД-10 — динамическая головка громкоговорителя мощностью 0,25 Вт, модель 10).

Стандартное звуковое давление Рст головки громкоговорителя, которое она развивает в точке, лежащей на ее акустической оси на расстоянии 1 м, при подведении к головке напряжения, соответст­вующего мощности 0,1 Вт при ее номинальном электрическом со­противлении.

Акустическая мощность — средняя во времени мощность сигна­ла, излучаемого головкой громкоговорителя

Среднее стандартное звуковое давление Рст ср — среднеарифме­тическое из значений стандартного звукового давления на частотах (ряда 16, 20, 25, 32 Гц и т.д. через 1/3 октавы), входящих в но­минальный диапазон воспроизводимых частот головки громкогово­рителя.

Коэффициент нелинейных искажений — отношение (в процентах) действующего суммарного звуковоцр давления на всех частотах, от­личных от частоты подводимого к головке синусоидного напряже­ния, к действующему значению звукового давления, развиваемого головкой на всех частотах, включая частоту подводимого напря­жения.


Нелинейные искажения проявляются главным образом при больших амплитудах колебаний подвижной системы головки гром­коговорителя на низких звуковых частотах Они вызываются нели­нейностью упругости подвесов подвижной системы головки и опре­деляются типом ее акустического оформления

Полное электрическое сопротивление Zr головки громкоговори­теля — это сопротивление переменному току, измеренное на зажимах головки На верхних звуковых частотах оно увеличивается из-за влияния индуктивности звуковой катушки, а с понижением частоты снижается до сопротивления катушки постоянному току На основ­ной частоте f0 механического резонанса подвижной системы головки модуль электрического сопротивления достигает максимальной ве­личины За номинальное сопротивление принимают модуль полного электрического сопротивления на частоте 1 кГц или его минимальное значение в диапазоне частот выше частоты основного механического резонанса.

В зависимости от диапазона воспроизводимых звуковых частот головки громкоговорителей подразделяют на широкополосные, низ­ко-, средне- и высокочастотные.

Широкополосные головки обеспечивают воспроизведение полной полосы частот, соответствующей классу радиоаппаратуры (радиолы, магнитофона и т д). Нижняя частота fB диапазона различных ти­пов широкополосных головок составляет 63 — 315 Гц, а верхняя fв — 5 — 12,5 кГц Более широкий диапазон имеют головки мощностью 3 — 4 Вт, используемые в звуковоспроизводящих устройствах I класса, а узкий — головки с малой номинальной Мощностью, используемые в переносной аппаратуре.

Таблица 50

Тип головки

Номинальный диапазон частот, Гц

Неравномер­ность час­тотной харак­теристики, ДБ

Частота резонанса, Гц

Среднее стандартное звуковое давление, Па

Полное сопротивле­ние, Ом

Размеры, мм

нижней

верхней

 

  

  

 Широкополосные

 

  

  
0,25ГД-10

315

5,0

15

290±60

0,2

8

63X63X29,5

0,5ГД-30

125

10

15

125±50

0,3

16

125X80X47

0.5ГД-37

315

7,1

15

300±50

0,3

8

80X80X37,5

1ГД-36-100

100

12,5

10

100±20

0,2

8

160X100X58

1ГД-37-140

140

10

12

140±20

0,28

8

160X100X64

1ГД-39

200

6,3

15

180±20

0,2

8

100X100X37

1ГД-40-100

100

10

12

100±20

0,27

8

160X100X45

2ГД-22

100

10

15

100±20

0,2

12,5

82X280X77

ЗГД-38

80

12,5

15

__

0,2

4

160X160X73,6

4ГД-8Е

125

7,1

18

120±20

0,3

4

125X125X49

4ГД-35

63

12,5

10

65±10

0,3

4; 8

200X200X74

6ГД-3

100

10

12

85±15

0,4

4

240X160X87

 

  

  

 Низкочастотные

 

  

  
6ГД-2

40

5

15

30±3

0,27

6,3

0 252X135

6ГД-6

63

5

15

80±8

0,1

4

0 125X80

10ГД-30

63

5

15

32±8

0,15

8

0 240X126

10ГД-34

63

5

18

 —

0,1

4

0 125X73

 

  

  

 Среднечастотные

 

  

  
4ГД-6

200

5

10

160±30

0,2

8

80X80X38

 

  

  

 Высокочастотные

 

  

  
2ГД-36

2000

20

15

2500±500

0,2

8

80X50X35

ЗГД-2

5000

18

10

4500±700

0,25

15

80X80X30

ЗГД-31

3000

18

18

—

0,2

8

0 100X48

ЮГД-35

3000

25

18

 —

0,25

15

0 100X47




Примечание. Для головок с круглой диафрагмой указаны диаметр и высота, а эллиптической формы — значения большой и малой осей эллипса и высота.

Таблица 51

Система

Номинальный диапазон вос­производимых частот, Гц

Номинальная мощность, Вт

Паспортная мощность-, Вт

Среднее стандартное звуковое давление, Па

Полное электрическое сопротив­ление, Ом

Тип электродинамической головки

Габариты, мм

Масса, кг

ЗАС-3

125 — 10000

3

4

0,2

4

ЗГДтЗЗ

210X280X150

4,5

4АС-2

125 — 16000

4

8

0,2

4

4ГД-43, ЗГД-31

173X272X100

2,5

6АС-2

63 — 18000

6

20

од

4

10ГД-34, ЗГД-31

170X165X300

4

6МАС-4

63 — 20 000

6

20

0,1

4

10ГД-34, ЗГД-31

270X160X190

4

8АС-2

40 — 18000

8

16

0,1

4

8ГД-1 ,4ГД-6, ЗГД.2

620X360X270

20

8АС-3

100 — 10000

8

15

0,2

2

2Х4ГД-35

470X270X170

5

10МАС-1М

63 — 18000

10

20

0,15

8

10ГД-30, ЗГД-31

428X270X230

8,5

15АС-1

63 — 20 000

15

25

0,11

4

2Х6ГД-6, ЗГД-31

440X240X160

7

25АС-2

40 — 20000

25

 —

0,11

4

25ГД-26, 10ГД-33,

485X285X244

12

 

  

  

  

  

  

 -ЗГД-31

 

  
35AG-1

30 — 20 000

35

70

0,1

4

ЗОГД-1-25,

710X360X282

27

 

  

  

  

  

  

 15ГД-1 1-120,

 

  
 

  

  

  

  

  

 10ГД-35-3000

 

  
Примечание. Неравномерность частотной характеристики в номинальном диапазоне частот громкоговорителя 6АС-2 со-ставляет 20, 10МАС-Ш и 15АС-1 — 15, а остальных — 18 дБ.

Низкочастотные головки имеют нижнюю частоту диапазона 40 — 63 Гц, а верхнюю до 5 кГц, среднечастотные — 200 Гц и 5 кГц, вы­сокочастотные — 2—5 и 18—20 кГц соответственно. Основные элек­трические параметры и габаритные размеры электродинамических головок громкоговорителей приведены в табл. 50.

Для стационарных радиоустройств (радиоприемников, телеви­зоров, магнитофонов) служат широкополосные головки (1ГД-36, 1ГД-40, 2ГД-22, ЗГД-38, 4ГД-35) с малой неравномерностью частот­ной характеристики, для переносных устройств — головки (0,25ГД-10, 0.5ГД-30, 0.5ГД-37, 1ГД-37, 1ГД-39) с ограниченными выходной мощностью и полосой пропускания, для автомобильных радиопри­емников — головки (4ГД-8Е, 6ГД-3) с повыщенной чувствитель­ностью и высокой механической прочностью.


Низко-, средне- и вы­ сокочастотные головки разработаны для многополосных акустичес­ких систем высшего класса.

Акустические (АС) и малогабаритные (MAC) системы содержат низко, и высокочастотные головки, рассчитанные на работу с высо­кокачественной звукоусилительной аппаратурой, радиолами, магни­тофонами, электрофонами для воспроизведения стереофонических и монофонических звуковых программ. Основные электрические па­раметры и габаритные размеры акустических и малогабаритных си­стем приведены в табл 51.

Телефоны предназначены для воспроизведения звука в пор­тативных связных радиостанциях, для индивидуального прослуши­вания стереофонических программ от бытовой аппаратуры (элект­рофонов, магнитофонов, радиол). Наиболее широко применяются электромагнитные телефоны, где мембрана колеблется под действием электромагнита, по катушке которого проходит переменный ток зву­ковой частоты. Распространены также пьезоэлектрические телефоны и реже электродинамические. Электромагнитные телефоны выпуска­ются высокоомные (более 2000 Ом) и низкЬомные (600 Ом) при частоте 1000 Гц на пару телефонов.

Таблица 52

Тип телефона

Система*

Полоса вос­производи­мых частот, Гц

Неравно­мерность частотной характе­ристики, ДБ

Среднее звуковое давле -ние**, Па

Полное электри­ческое сопротив­ление на частоте 1000 Гц, к Ом

Коэффи-циент гармоник, %

 

  

  

  

  

 0,26—

 
Т А -4

Э

300—3000

13

6

0,36

5

 

  

  

  

  

 8,5—12

 
ТД-6

Д

50—5000

13

20

—

—

ТДС-3

Д

20—20 000

12

10

8—16

1

ТДС-7

Д

20—20 000

5

94***

8

—

ТОН-2

Э

300—3000

35

4

6

—

ТПК-571

П

50—9000

16

4

20

2

Т2

Э

400—3000

20

4,5

0,4

—

втм

Э

400—3000

18

6,4

0,18-

—

* Буквы Э, Д, П означают электромагнитная, динамическая, пьезоэлект­рическая системы

** На расстоянии 1 см при подведении мощности 1 мВт, *** Давление указано в децибелах.

Основные параметры обычных и миниатюрных телефонов при­ведены в табл. 52.



Обратная связь в усилителях и схемы их построения


Общие сведения. Под обратной связью (ОС) понимают связь между выходной и входной цепями усилителя. Функциональная схе­ма усилителя с ОС, где показаны цепь прямой передачи усилителя, характеризуемая усилительным параметром K (коэффициентом уси­ления по напряжению Kн, току Kт и т. д.), и цепь ОС, характеризуемая коэффициентом передачи цепи, обратной связи Р, приведена на рис. 76, а. При наличии ОС часть энергии усиленных колебаний сиг­нала поступает с выхода на вход усилителя. Обратная связь может специально вводиться в схему усилителя для изменения %го характе­ристик или возникать за счет влияния выходных цепей на входные цепи (паразитная обратная связь).

Рис. 76. Усилитель с ОС (а) и схемы обратной связи (б — по на­пряжению, в — по току, г — комбинированная, д — последователь­ная, е — параллельная)

Виды обратных связей. Различают положительную и отрица­тельную специально вводимую ОС. При положительной ОС сигнал с выхода на вход усилителя поступает в фазе с колебаниями входного сигнала, в результате чего коэффициент усиления усилителя возрао тает. Этот вид ОС используется главным образом в автогенераторах. При отрицательной обратной связи (ООС) колебания с выхода на вход усилителя поступают в противофазе с входным сигналом, в ре-зультате чего его коэффициент усиления уменьшается. В усилите­лях обычно используется ООС, улучшающая их качественные пока­затели.

Способы осуществления отрицательной обратной связи. По спо­собу получения сигнала ОС на выходе усилителя различают схемы с ООС: по напряжению (рис. 76,6), в которых напряжение обратной связи Uр пропорционально напряжению на выходе усилителя Uвых; по току (рис. 76, в), в которых напряжение обратной связи Uз про­порционально току нагрузки; с комбинированной (рис. 76,г), в ко­торых осуществляется комбинация обоих способов.

Напряжение обратной связи можно подать на вход усилителя либо последовательно, либо параллельно с входным сигналом. Со­ответственно различают последовательную (со сложением напряже­ний, 76, д) и параллельную схемы обратной связи (со сложением токов, рис. 76, е). Цепь обратной связи может охватывать весь уси­литель или его часть. В усилителе может быть несколько (зависи­мых или независимых друг от друга) цепей обратной связи.

Влияние ОС на основные параметры усилителя. Коэффициент усиления усилителя с ОС определяем на примере схемы усилителя с последовательной обратной связью по напряжению (см. рис. 76, б),

Если q выхода на вход усилителя подается напряжение U$, коэффя* циент (фактор) обратной связи



Общие сведения


Транзисторы представляют собой электропреобразовательные полупроводниковые приборы с одним или несколькими электричес­кими переходами, пригодные для усиления мощности сигнала и име­ющие три (или более) внешних вывода. Наиболее распространенные транзисторы имеют два электронно-дырочных перехода. В двухпереходных транзисторах используют два различных типа носителей за­ряда (электроны и дырки), поэтому их называют биполярными.

Основным элементом биполярного транзистора (рис. 52, а, б) яв­ляется кристалл полупроводника, в котором с помощью примесей созданы три области с различной .проводимостью.» Если средняя об­ласть имеет электронную проводимость типа n, а две крайние — ды­рочную проводимость типа р, то структура такого транзистора обо­значается р-n-р в отличие от структуры n-р-n, при которой транзис­тор имеет среднюю область с дырочной, а крайние области — с электронной проводимостями.

Средняя область кристалла полупроводника 1 (рис. 52, а), слу­жащая основой для образования электронно-дырочных переходов, называется базой, крайняя область 2, инжектирующая (эмигрирую­щая) носители заряда, — эмиттером, а область 3, собирающая ин­жектированные носители заряда, — коллектором. К каждой из двух областей припаяны соответственно эмиттерный Э, базовый Б и кол­лекторный К токоотводы, которыми транзистор включается в схему. Кристалл укрепляют на специальном кристаллодержателе и. помеща­ют в герметизированный металлический, пластмассовый или стеклян­ный корпус. Внешние токоотводы электродов проходят через изоля­торы в дне корпуса.

Рис. 52. Устройство биполярного транзистора (а) и его условное обозначение (б)

Электронно-дырочный переход между эмиттером и базой называ­ется эмиттерным, а между базой и коллектором — коллекторным. Базовая область транзистора выполняется с очень малой толщиной (от 1 до 10 — 20 мкм). Различна степень легирования областей. Обычно концентрация примесей в эмиттере на 2 — 3 порядка выше, чем в базе.
Степень легирования базы и коллектора зависит от типа прибора.

Для работы транзисторов к их электродам подключают посто­янные напряжения внешних источников энергии. Помимо постоянных напряжений к электродам подводят сигналы, подлежащие преобра­зованию. В связи с этим различают входную цепь, к которой подво­дят сигнал, и выходную, куда включают нагрузку, с которой снима­ют сигнал. В зависимости от того, какой из электродов при включе­нии транзистора является общим для входной и выходной цепей, различают схемы с общей базой ОБ, общим эмиттером ОЭ и общим коллектором ОК.



Рис. 53. Схемы включения биполярных транзисторов: а — с ОБ, б — с ОЭ, в - с ОК.

В схеме с ОБ (рис. 53, а) входной цепью является цепь эмитте­ра, а выходной — цепь коллектора, в схеме с ОЭ (рис. 53,6) вход­ной — цепь базы, а выходной — цепь коллектора, в схеме с ОК (рис. 53, в) входной — цепь базы, а выходной — цепь эмиттера.

В зависимости от полярности напряжений внешних источников, подключенных к эмиттерному и коллекторному переходам, различа­ют активный, отсечки, насыщения и инверсный режимы работы тран­зистора.

Активный режим используется при усилении слабых сигналов. В этом режиме напряжение внешнего источника к эмиттерному пе­реходу включается в прямом, а к коллекторному — в обратном на­правлении. Эмиттер инжектирует в область базы неосновные для нее носители заряда, а коллектор производит их экстракцию (выведе­ние) из базовой области.

В режиме отсечки к обоим переходам подводят обратные на­пряжения, при которых ток, проходящий через транзисторы, ничтож­но мал. »

В режиме насыщения оба перехода транзистора находятся под прямым напряжением; в них происходит инжекция носителей, тран­зистор превращается в двойной диод, ток в выходной цепи макси­мален при выбранном значении нагрузки и не управляется током входной цепи; транзистор полностью открыт. В режимах отсечки и насыщения транзисторы обычно используются в схемах электронных, переключателей. .



В инверсном режиме меняются функции эмиттера и коллектора: к коллекторному переходу подключают прямое, а к эмиттерному — обратное напряжение. Однако такое включение транзистора неравноценно из-за несимметрии структуры и различия концентрации носителей в его областях.

Принцип действия транзистора в активном режиме рассмотрим с помощью схемы с ОБ (см. рис. 53,а). При включении напряжений эмиттерного EЭб и коллекторного EКб источников изменяются потен­циальные диаграммы переходов. Напряжение EЭб снижает потенци­альный барьер эмиттерного перехода, вследствие чего через него из эмиттерной области яачнется инжекция дырок в базу, а электро­нов — наоборот, из базовой области в эмиттерную. Концентрация ос­новных носителей в эмиттерной области на 2 — 3 порядка выше, чем в базе, поэтому инжекция дырок в базу Iэр превышает поток элек-. тронов Iэn из базы в эмиттер. При этом через эмиттерный переход проходит суммарный ток эмиттера Iэ=Iэр+Iэп. Убыль дырок в эмиттере компенсируется уходом из него во внешнюю цепь такого же количества электронов.

В результате повышенной концентрации дырок в базе происхо­дит их диффузионное перемещение от эмиттерного к коллекторному переходу. На этом пути часть дырок рекомбинирует с электронами базы и создает в цепи базы небольшой рекомбинационный ток Iб. Чтобы уменьшить вероятность рекомбинации дырок в базе, толщину базы (w<0,25 мм) выбирают меньше их диффузионной длины дырок (для германия L=0,3-5-0,5 мм).

Транзисторы, в которых отсутствует электрическое поле в базе, а перемещение (дрейф) носителей тока происходит за счет диффу­зии, называют бездрейфовыми, транзисторы, в которых за счет не­равномерной концентрации примесей в базе возникает электрическое поле и перемещение носителей тока через базу происходит под дей­ствием сил этого поля, — дрейфовыми.

К коллекторному переходу напряжение внешнего источника под­ключают в непроводящем (обратном) направлении. Электрическое поле, создаваемое этим источником, будет тормозящим для основ­ных и ускоряющим для неосновных носителей тока.


Под действием этого поля дырки, инжектированные в базу, будучи неосновными но-сителями тока, перемещаются из базы в коллекторную область. Из­быток дырок в коллекторе компенсируется током электронов от ис­точника Eк, в результате чего во внешней цепи коллектора прохо­дит ток Iк.

Если транзистор включен в схеме усилителя, то к входным за­жимам кроме постоянного напряжения смещения Еэ подключают переменное напряжение сигнала UBXt которое нужно усилить, а к выходным зажимам кроме напряжения источника Ек — нагрузку Rн. Прямосмещенный эмиттерный переход обладает малым сопротивле­нием, поэтому,даже незначительные изменения потенциала в цепи эмиттера ua=E9+UB]i (вследствие изменений напряжения сигналу Uвх на входе) вызовут большие изменения тока. Изменения тока эмиттера приведут к изменению тока и напряжения в выходной (кол­лекторной) цепи. При соответствующем подборе нагрузки Rн мож­но получить большое изменение выходного напряжения UВых и мощ­вости, т. е. осуществить с помощью транзистора усиление сигнала за счет энергии источника Ех. Эффективность такого усиления сигнала по напряжению оценивают отношением изменения выходного на­пряжения к вызвавшему его изменению входного напряжения, т. е Kн=ДUвых/АUвх.

§ 33. Характеристики и параметры

Характеристики. Статические характеристики отражают зависи­мость между токами и напряжениями во входных и выходных цепях транзистора. Свойства транзисторов в основном оценивают с помощью семейства входных и выходных характеристик, снимаемых в схеме с ОБ и ОЭ.

Входные характеристики транзистора р-n-р в схеме с ОБ (рис. 54, а) выражают зависимость тока эмиттера Iэ от его напряжения относительно базы Uss, т. е. Iэ=ф(Uэб) при Uкб=const. В активном режиме при увеличении напряжения Uэв снижается потенциальный барьер в эмиттерном переходе. При этом усиливается инжекция не­основных носителей через переход и возрастает ток эмиттера.

Выходные характеристики в схеме с ОБ (рис. 54,6) представ­ляют зависимость тока коллектора Iк=ф(Uкб) при Iэ=const.


В ак­тивном режиме работы транзистора (Uко<0) значение тока в кол­ лекторной цепи определяется числом инжектированных эмиттером в базу неосновных носителей заряда. При токе в эмиттере Iэ>0 уве­личивается приток дырок в базу и их перенос к коллекторнрму пе­реходу, поэтому Iк растет. Особенностью выходных характеристик в схеме с ОБ % является слабая зависимость тока Iк от напряжения Uкб- Допустимая мощность Рк макс, рассеиваемая в коллекторной це­пи транзистора, показана на рисунке в виде параболической кривой.

Входные характеристики транзистора р-n-р в схеме в ОЭ (рис. 55, а) выражают зависимость тока базы Iб=ф(Uбэ) при UKa=const. При увеличении внешнего напряжения Uбэ уменьшается потенциаль­ный барьер в эмиттерлом переходе, возрастает инжекция дырок в базу и увеличивается концентрация дырок в базе, что вызывает рост токов Iэ и Iк. Одновременно с увеличением избыточного заряда дырок в базе больше вероятность их рекомбинации, поэтому ток базы Iб тоже возрастает.



Рис. 54. Входные (а) и выходные (б) характеристики транзисторов в схеме с общей базой

Выходные характеристики транзистора для схем с ОЭ (рис. 55, б) представляют зависимость тока коллектора Iк=ф(Uкэ) при Iб=const. В активном режиме с подачей на базу отрицательного (от­носительно эмиттера) напряжения через эмиттерный переход прохо­дит ток Iэ, обусловленный инжекцией неосновных носителей в базу. Некоторая часть этих носителей рекомбинирует и создает положительный ток базы Iб, а большая часть экстрагируется в коллектор­ную область, увеличивая ток Iк. В результате выходные характерис­тики, снятые при больших токах базы Iб, идут выше, так как им соответствуют большие значения тока коллектора. Статические ха­рактеристики используют для выбора режима работы транзисторов в усилительных, ключевых и других схемах.



Рис. 55. Входные (а) и выходные (б) характеристики транзисторов в схеме с общим эмиттером

Параметры. Транзисторы характеризуются следующими пара­метрами: постоянного тока, в режиме малого сигнала, частотными; в режиме большого сигнала и предельных режимов.



Параметра м и постоянного тока, определяющими значения неуправляемых токов через p-n-переходы транзисторов, являются следующие.

Обратный ток коллектора Iкво — ток через переход коллектор — база при разомкнутой цепи эмиттера и заданном (обычно макси­мально допустимом) напряжении на коллекторе Uкб.

Обратный ток эмиттера IЭбо — ток через переход эмиттер — база при разомкнутой цепи коллектора и заданном напряжении на эмит­тере.

Обратный ток коллектор — эмиттер 1КЭО (устаревшее название начальный ток коллектора Iк н) — ток в цепи коллектора при не­посредственно замкнутой цепи эмиттер — база и заданном напряже­нии на коллекторе UK9.

Обратный ток коллектор — эмиттер Iкэй — то же, при включении между базой и эмиттером резистора с заданным сопротивлением.

Параметры в режиме малого сигнала устанавливают связь между изменениями токов и напряжений на входе и выходе транзистора. Характеристики транзисторов нелинейны, по­этому -параметры в режиме малого сигнала значительно зависят от выбора исходного режима (выбора рабочей точки).

При малом уровне сигнала транзистор удобно рассматривать как активный линейный четырехполюсник, у которого переменные токи и напряжения малых сигналов, действующие во внешних це­пях на входе I1U1 и выходе I2U2, можно связать между собой си­стемой уравнений: AU1=h11AIi+h12AU2; AI2=A2iAIi+A22AU2. Коэф­фициелты h11, h12, h21, h22 отражают электрические свойства транзис­торов в отношении малых сигналов низкой частоты в выбранной ра« бочей точке и называются h-параметрами. Их легко определить, осу­ществив режим короткого замыкания (к.з) по переменному току на выходе (АU2=0) и режим холостого хода (х.х) на входе (AIi=0) транзистора Подставляя значения напряжения ДU2=0 при к.з. на выходе и тока АI]=0 при х.х. на входе в приведенные выше уравне­ния, можно определить А-параметры.

Входное сопротивление транзистора в режиме к.з. выходной це­пи h11=ДU1IДI1 при ДU2=0.

Коэффициент обратной связи по напряжению в режиме х.х.


во входной цепи h12=ДU1/AU2 при ДI1=0 показывает, какая часть на­ пряжения сигнала ДU2, действующего на выходных зажимах тран­зистора, передается обратно во входную цепь.

Коэффициент передачи тока h21=AI2/AIi при ДU2=0 показыва­ет, на какое значение изменяется выходной ток транзистора ДI2 при изменении входного тока на значение ДI1 в режиме к. з. по пере­менному току на выходе. Эти коэффициенты, обозначаемые для схем с ОБ А24б, а для схем с ОЭ — h21a, связаны между собой соотноше­ниями- А21э= — h21б/(1+h21б); h21б= — h21э/(1+h21э).

Коэффициенты передачи тока определяют на низких (50 — 1000 Гц) частотах, при которых можно пренебречь реактивными про-водимостями, т. е. фазовым сдвигом между токами и напряжения­ми на входе и выходе транзистора. На высоких частотах эти пара­метры становятся комплексными величинами, поэтому усилительные свойства транзисторов на них характеризуют модулем коэффициен­та передачи тока /h21б/или /h21э/.

Выходная проводимость — отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению выходного напряжения в режиме хх. на входе, т. е. А22=ДI2/ДU2 при ДI1=0.

Емкость коллекторного перехода Ск — емкость между вывода­ми коллектора и базы при отключенном эмиттере и обратном смеще­нии на коллекторе. .

Емкость эмиттерного перехода Сэ — емкость между выводами эмиттера и базы при отключенном коллекторе и обратном смещении на эмиттере.

Постоянная времени цепи обратной связи тк на высокой часто­те, определяемая как произведение омического сопротивления базы на емкость коллекторного перехода TK=rg CK.

Коэффициент шума Кш — отношение полной мощности шумов в выходной цепи транзистора к той ее части, которая создается на нагрузке тепловыми шумами сопротивления источника сигнала. Для большинства транзисторов он имеет минимальное значение на часто­тах 1 — 10 кГц. Его принято измерять на частоте 1 кГц. При увели­чении температуры, а также на низких и высоких частотах шумы возрастают. Минимальный шум возникает при работе транзистора с малыми токами коллектора (0,1 — 0,5 мА) и с малым коллекторным напряжением (0,5 — 1,5 В).



Высокочастотные свойства транзисторов характеризуются сле­дующими частотными параметрами.

Предельная частота коэффициента передачи тока fh216 или fа для схемы с ОБ и fh21э или fр — для схемы с ОЭ — это частота, на которой модуль коэффициента передачи тока уменьшается в \/2 раз, т. е. до 0,7 своего значения на низкой частотте. В схеме с ОЭ h21Э<h21б. Предельная частота непосредственно не определяет частот­ный предел использования транзистора, а ограничивает ту область частот, в пределах которой можно пренебречь частотной зависимо­стью параметров.

Граничная частота коэффициента передачи тока fгр — частота, на которой модуль коэффициента передачи тока транзистора, вклю­ченного по схеме с ОЭ, равен единице. Для любой частоты диапазо­на от 0,1 fгр до fгр модуль коэффициента передачи тока изменяется вдвое при изменении частоты в 2 раза. Модуль коэффициента пере­дачи тока |A218|=frp/f. Предельная и граничная частота связаны соотношениями: fh21Э=fh216/h21Э; fh216=h21Эfh21Э; fгр=0,8 fh21б.

Максимальная частота генерации fмакс (МГц) — наибольшая ча­стота, на которой транзистор способен генерировать колебания в схе­ме автогенератора при, оптимальной обратной связи:



где r6 — сопротивление базц. Ом; Ск — емкость коллектора, пФ.

Параметры в режиме большого сигнала харак­теризуют работу транзисторов в режимах, при которых токи и на­пряжения между выводами транзистора меняются в широких пре­делах. Эти параметры используют для оценки режима работы тран­зистора в мощных каскадах усилителей, автогенераторах, импульс­ных схемах. К параметрам в режиме большого сигнала относят сле­дующие

Статический коэффициент передачи тока h213 (или 5Ст) опреде­ляется как отношение постоянного тока коллектора к току базы (h21э=:Iк/Iб) при заданном напряжении Uкэ.

Напряжение насыщения база — эмиттер Uбэн и коллектор — эмит­тер Uкан. В режиме насыщения оба р-га-перехода транзистора нахо­дятся в проводящем состоянии. В этом режиме базовая область по­лучает дополнительный заряд,-создаваемый подвижными носителями. .В режиме насыщения при включении и выключении транзистора не­обходимо дополнительное время для накопления и рассасывания из­быточного заряда, что снижает скорость переключения.



Время рассасывания tp — интервал времени между моментом подачи на базу транзистора запирающего импульса и моментом, ког­да напряжение на коллекторе достигнет уровня (0,1 — 0,3) UH. Время рассасывания зависит от глубины насыщения транзистора Глубина насыщения определяется коэффициентом насыщения Лн=(Iбh21э)/Iк. Он показывает, во сколько раз ток базы транзистора, находящегося в режиме насыщения, больше тока базы, требуемого для перевода транзистора на границу насыщения, при которой напряжение на коллекторном переходе равно нулю.

Параметры предельных режимов устанавливают­ся исходя из условий обеспечения надежной работы транзисторов.

Чтобы радиотехнические устройства на транзисторах работали безот­казно, рабочие режимы транзисторов выбирают такими, при которых ток, -напряжения и мощность не превышают 0,8 их максимально до­пустимых значений. К параметрам предельных режимов относятся следующие.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность коллектора Ас макс (при температуре окружающей среды TС или корпуса Тк), при которой обеспечивается сохранность транзистора. Превышение Рк макс ведет к перегреву и тепловому пробою транзистора. При по­вышении температуры среды или корпуса эта мощность должна сни­жаться. При заданной температуре корпуса Тк или окружающей сре­ды Tс допустимая мощность (Вт) Pк.макс=(Tпмакс — TK)/Rпк; Рк макс = (Tп мако — Tc)/Rnc, где Tп макс — максимально допустимая темпера­тура p-n-перехода, °С; Как и RПс — соответственно тепловое сопротив­ление переход — корпус и переход — окружающая среда, °С/мВт. Для транзисторов малой мощности Rac составляет 0,2 — 2°С/мВт, у биполярных транзисторов средней и большой мощности Rпк= 1 — 50 °С/мВт.

Предельно допустимая температура коллекторного перехода Тк п макс, характеризующая наибольшую температуру коллектора, при которой гарантируется работоспособность и сохранность тран­зистора. Рабочая температура коллектора зависит от мощности, рассеиваемой в основном на коллекторном -переходе, температуры окружающей среды и условий теплоотвода.


Значение Tкпмакс оп­ределяется физическими свойствами полупроводниковых материа­лов.

Максимально допустимые напряжения UКбмакс, Uкэ макс, Vбэ макс, определяемые электрической прочностью соответствую­щих переходов транзистора. Превышение этих величин приводит к росту тока и электрическому или тепловому пробою перехода Для ряда транзисторов указывается сопротивление между базой и эмит­тером Квэ, при котором допустимо заданное напряжение Uкэмакc при- отсутствии запирающего смещения на базе. Для маломощных транзисторов Rбэ<10 кОм, а для мощных Rбэ=100 Ом.

Максимально допустимые значения токов 1К макс, la макс, Iб маке устанавливаются для того, чтобы в период эксплуатации не нарушался механизм движения носителей заряда в полупровод­нике из-за плотности тока.

Максимальные значения токов, напряжений и мощности опре­деляют границы области гарантированной надежности работы Ра­бота в предельном режиме соответствует самой низкой надежности прибора, поэтому использование транзисторов в схемах в таком ре­жиме не рекомендуется, а работа в совмещенных предельных режи­мах (например, по току и рассеиваемой мощности) вообще не до­пускается.

В импульсном (прерывистом) режиме работы допускается пре­вышение предельных значений параметров непрерывного (длитель­ного) режима, при этом указывается длительность импульса или скважность, при которых возможен такой форсированный режим.