Вычисляем величину сопротивления R1.

Зададим ток стабилитрона VD 3 равным 5 мА. При минимальном напряжении источника U _П по сопротивлению R 1 будет протекать ток 5 мА. Прикладывается напряжение U _П за вычетом напряжения на диодах VD 3 (5,6 В) и VD 2 (U _К = 4 В). Эти напряжения в сумме дают U _R1 = 9,6 В. Тогда сопротивление
R 1= (20 – 9,6)/5 =2,08 кОм.

Выбираем номинальное значение (округлив в меньшую сторону), например 2,08 кОм (ряд Е24), на схеме обозначается 2К0.

Вычисляется мощность рассеяния на резисторе и выбирается его тип.

Поскольку принято иное значение сопротивления резистора, то следует вычислить фактическое значение тока I _R1 = (20 – 12,6)/1,5 = 4,9 мА. Рассеиваемая резистором мощность P _R1= I _R1 ·U_R1= 4,9 мА·12,6 В = 62 мВт. ·Можно выбрать резистор с мощностью 1/8 Вт.

Определяем реальные сопротивления диодов VD1 и VD2.

По диоду VD 1 течёт ток 20 мА (стабилитрон КС170А), по диоду VD 2 (диод КС140А) течёт ток 60 мА (ток I _К2 и ток стабилитрона VD 3). Воспользуемся графиками рис. 20, на которых указаны токи, протекающие по стабилитрону. Проведем сечения (штрихпунктирные линии) для напряжений стабилизации и токов, протекающих по стабилитронам.

Согласно построению сопротивление диода VD 1 составляет примерно 10 Ом, сопротивление диода VD 2 примерно 21 Ом. Общее сопротивление, включённое в цепь базы транзистора VТ 1, составляет 31 Ом (r_СТΣ = 31 Ом).

Расчет параметров стабилизатора.

Коэффициент стабилизации определяется по соотношению

, (3.2)

где r_{СТ Σ} – общее сопротивление стабилитронов;

r _К – сопротивление коллекторной цепи транзистора VT 1;

h ₁₁ – входное сопротивление транзистора VT 1;

h₂₁ = В – статический коэффициент усиления транзистора VT 1.

Сопротивление r_Э = φ _T / I _Э = 26 мВ / 50 мА = 0,52 Ом.

При температуре 20 ^ОС φ _T ≈ 26 мВ.

Параметр h₁₁ определяется по приращениям тока и напряжения на входной характеристике h₁₁ = ∆ U _БЭ /∆ I _Б (рис. 21). Ток базы был вычислен ранее I _Б = 1,2 мА. Значение тока базы откладываем на оси тока базы, проводим горизонтальную линию до пересечения с характеристикой, получаем положение рабочей точки (РТ). Строим характеристический прямоугольный треугольник так, чтобы РТ оказалась примерно в средине гипотенузы треугольника. Катеты проецируем на ось тока и напряжения. Вычисляем значения ∆ U _БЭ и ∆ I _Б.

Из построения находим ∆ U _БЭ ≈ 0,05 В и ∆ I _Б= 0,3 мА. h₁₁= ∆ U _БЭ /∆ I _Б= 0,05/0,3 = 166 Ом.

Сопротивление r_К определяется по коллекторным вольт-амперным характеристикам транзистора. Для этого проводится вертикальная прямая для напряжения 10 В, находится точка пересечения прямой с характеристикой тока базы, принятого в расчёте (I _Б = 1,2 мА). Возле этой точки строится характеристический треугольник, катеты которого проецируются на оси и находятся значения приращения тока и напряжения ∆ U _КЭ и ∆ I _К. Вычисляется сопротивление r_К. Построения показаны на рис. 21 и рис. 14. Из построения определяем ∆U _КЭ = 10 В, ∆I_К ≈ 3 мА.

r_К = ∆U _КЭ /∆I _К = 10 В/0,003 А =3333 Ом.

Коэффициент В определяется при постоянном напряжении
U _КЭ = 10 В. Выбираем характеристики для токов базы 1,0 мА и 1,4 мА.
∆ I _Б= 0,3 мА,∆ I _К≈ 20 мА, В = ∆ I _К/∆ I _Б ≈ 20/0,3 = 66,6.

Вычисляем коэффициент стабилизации стабилизатора

Выходное сопротивление стабилизатора

R _ВЫХ = r_Э + (r_СТΣ+ r_б)/(1 + B)

Сопротивление r_б = h₁₁– r_Э(1 + B) = 166 – (0,52∙66,6) = 131,4 Ом.

R _ВЫХ = 0,52 + (31 + 50,0)/51 = 2,1 Ом.