18 14

о го 60

т 180 и, в

Рис. 15.31

параметре ы. изображена на рис. 15.31, где £3= 150 В; =15 кОм. Найти параметры схемы замещения триода и определить с помощью этой схемы амплитуду синусоидальной составляющей тока в анодной цепи.

Решение. Определим положение рабочей точки на характеристиках лампы Йо постоянному току. На рис. 15.31 наносим прямую, характеризующую нагрузочное сопротивление анодной цепи. Ее часто называют нагрузочной прямой. Прямая проходит через точки =0, «=150 В и i=EjR~\0 мА; и=0.

Рабочей точкой в рассмотренном режиме будет точка пересечения прямой с той кривой семейства, для которой параметр -2 В. Координаты этой точки: «а=94 В; »з=3,67 мА.

По определению [см. формулу (15.46)], для нахождения следует, считая за

исходное положение найденную рабочую точку, при неизменном IJ=-2 В дать приращение анодному напряжению АИд, найти соответствующее ему приращение

анодного тока Aig и разделить Ai на AUg :

g. = diJduMJAu = 5 мА/50 В=10- См; R- = l/g,= 10 Ом.

Проводимость g пропорциональна тангенсу угла наклона касательной в рабочей точке к кривой i=f{u), для которой И--2 В.

Для определения крутизны характеристики S при Цд=94 В даем приращение Неточному напряжению AUj.=-1-(-2)=1 В и из рисунка находим соответствующее ему приращение Atg=4,67 - 3,67=1 мА. Следовательно, S = dig/du.x

fuMjAu = 10~" А/В. Коэффициент усиления ц = S/g, = 10. Амплитуда синусоидальной составляющей тока в анодной цепи, согласно (15.52),

= 2-10- A.

Анодный ток ig = 3,67-f-0,02sm(o/ мА.

§ 15.43. Тиристор - управляемый полупроводниковый диод.

На рис. 15.32, а изображена простейшая схема включения тиристора. Тиристор - это четырехслойный полупроводниковый прибор с тремя р-/г-переходами (Л 2, 3). Напряжения на них обозначены w„ «2, М3, ВАХ /7-/г-переходов 1 w 3 изображены на рис. 15.32, б, ВАХ перехода 2 - на рис. 15.32, в (включен встречно р-г-переходам / и 3). При «2=«заж в переходе 2 происходит лавинная ионизация (пунктир

Управляющий элетрод 1 2/3

"1

Рис. 15.32

на рис. 15.32, в). Суммарная ВАХ трех переходов i=f{u), т. е. ВАХ всего тиристора, изображена на рис. 15.32, г. Она получена сложением абсцисс (рис. 15.32, в) и двух абсцисс (рис. 15.32, б). Участок /-2 на ней соответствует участку лавинной ионизации второго р-Аг-перехода.

Если при замкнутом ключе /((рис. 15.32, й)ЭДС Е станет немного больше Mggj, тиристор зажжется, т. е. перейдет в открытое состояние. Ток в цепи станет равным току ip на рис. 15.32, д. Прямую / (рис. 15.32, д) называют нагрузочной. Для погашения тиристора необходимо, чтобы ток через него уменьшился до /<::/2(рис. 15.32, г). До сих пор рассматривалась работа тиристора при отсутствии управляющего сигнала (так работает динистор). При воздействии/ управляющего сигнала (импульса тока или напряжения) на управляющий электрод (расположенный вблизи р-г-перехода 2 на рис. i 15.32, а) от вспомогательной цепи, не показанной на рис. 15.32, а, происходит лавинная ионизация р-г-перехода 2. Подавая импульсы управления, можно снижать напряжение зажигания (т. е. зажигать прибор при более низком и).

Пунктиром на рис. 15.32, д показано положение нагрузочной прямой 2 в управляемом тиристоре. Переход от закрытого состоя-ч ния к открытому происходит за доли микросекунды. Тиристоры.j выполняют на токи от долей миллиампер до нескольких килоампер. м На рис. 15.32, е, ж показано условное изображение тиристора на t схемах: рис. 15.32, е соответствует управлению тиристором со стороны анода, рис. 15.32, ж - со стороны катода.

§ 15.44. Общая характеристика методов анализа и расчета нелинейных электрических цепей переменного тока. Анализ нелиней-

ных явлений и получение числовых соотношений в нелинейных цепях переменного тока является более сложным и трудоемким, чем анализ и расчет линейных электрических цепей.

Как правило, в нелинейных электрических цепях содержатся либо нелинейные индуктивные катушки, либо нелинейные конденсаторы, либо безынерционные в тепловом отношении нелинейные резисторы. Токи и напряжения в таких цепях в той или иной степени несинусоидальны.

Токи и напряжения в большей степени синусоидальны в цепях, содержащих только инерционные в тепловом отношении нелинейные резисторы.

Все методы анализа нелинейных цепей можно подразделить на две большие группы: аналитическую и графическую. Аналитические методы в отличие от графических дают возможность проводить анализ в общем виде, а не только для частных значений параметров.

Недостатком аналитических методов является то, что приходится выражать аналитически характеристики нелинейных элементов, а это всегда связано с некоторой погрешностью. Расчет сколько-нибудь сложных нелинейных электрических цепей переменного тока можно произвести лишь с известной степенью приближения.

Наиболее широко распространены следующие методы анализа и расчета нелинейных цепей переменного тока:

1) графический при использовании характеристик нелинейных элементов для мгновенных значений;

2) аналитический при использовании характеристик нелинейных элементов для мгновенных значений при их кусочно-линейной аппроксимации;

3) аналитический или графический при использовании ВАХ по первым гармоникам;

4) аналитический или гра,фический при использовании ВАХ по действующим значениям несинусоидальных величин;

5) аналитический путем расчета по первой и одной или нескольким высшим или низшим гармоникам;

6) с помощью линейных схем замещения;

7) малого параметра;

8) интегральных уравнений; 9)моделирования.

В дальнейшем кратко охарактеризован каждый метод. Тот или иной метод целесообразно применять в зависимости от характера цепи, формы ВАХ нелинейного элемента, а также от того, какое нелинейное явление в цепи исследуется. Чем сложнее характер нелинейного явления, тем более сложным и громоздким оказывается метод его анализа. И наоборот, анализ грубых нелинейных явлений производится простыми средствами.

§ 15.45. Графический метод расчета при использовании характеристик нелинейных элементов для мгновенных значений. Этот ме-