Линейный полупроводниковый выпрямитель Советский патент 1975 года по МПК H02M7/06 

1

Изобретение относится к области вснтнльных преобразователей. Линейный выпряынтель может иснользоватьея в измерительных приборах в качестве детектора, в импульсных схемах для формирования различных имнульсных сигналов (например, колоколообразного нолунернода) синусоидального папряжения п Т. д. К выирямителю предъявляются требования к линейности его характериетики. Часто погрегнность пз-черптельного прибора определяется нелинейностью характеристики выирямитсля. Поскольку у обычиых полуироводпиковых выирямительпых диодов характеристика иелипейпая, то пензбежиы пслпнейпые пскаженпя выпрямленного напряжения. 11)оявляется это особеиио прп выпрямленпп снгпалов сравнительно малой а.мплптуды (единицы вольт) и изменении амплитуды в шпроком дпапазоне. Иногда в качестве вынрялпггеля пспользуются опорные дноды в прямом включеппн, у которых меньшее дифферепциальпое соиротивлеиие и большая лииейность на крутом участке вольтампериой характеристики ио сравнению с выпряМПтельными д 1одами. Ио и упорных диодов достаточио большая нелинейность при изменении тока в широких пределах и большое прямое иадение напряжения.

Известен линейный выпрямитель, в котором нроизводится автоматическая компепсаиия

nc.inueiniocTii характеристики выиря.мительпо10 диода включением последовательно с ним ьстречно дополнптельпых диодов. Ио и здесь получить высокую липейпость пельзя, так как не происходит полной компенсапии нелипсппостп из-за разброса параметров вьшрямигельпого п дополнительных диодов. Схема яв.1.ется сравп1ггельно сложной - требуется налпчае допо.тите.тьпого выпрямптеля, разделптельпого грапсформатора и диодов для ко.м;1енсации нелинейности хара1ктеристик11 выпря:и,1яюш,его диода.

Цель предлагае.мого изобретения - уменьшигь ne.iHuejinocTb характерпстпки выпря.мпгеля п упростить его схе.му.

И предлагаемо.м изобретеппи в качестве выпря.мляюш,его диода испо.чьзуется опорный диод. Новизной является то, что диод иснользуетея пе в прямом включенпп, как в пзвестпых выирямителях, а в обратно.м включепш в области пробоя, где диод обладает высокой липейпоетью п малы.м сопротивлением. Для с: 1еи1еппя дпода в предпробойную область па диод подается постоянное напряжение с выхода эмиттерпого повторителя, выходное иапряжепие которого регулируется и подбирается при настрое, равном напряжению пробоя дпода.

Иа фпг. 1 приведена принципиальная ехема липейпого полупроводникового выпрямителя:

на фиг. 2 приведена обратная вольтамперная характеристика опорного диода.

Выпрямитель состоит из разделительного конденсатора 1 эмиттерного повторителя на транзисторе 2. Переменное сопротивление 3 предназначено для регулировки напряжения на эмиттере транзистора 2, опорного диода 4, сопротивления 5. Сонротивлепие 5 предназначено для создания режима опорного диода 4, источника выпрямляемого ианряжения 6, нагрузки 7.

С источника 6 выпрямляемого напряжения сигнал подается через разделительный конденсатор 1 на вход эмиттерного новторителя и передается на эмиттер транзистора 2 с коэффициентом передачи, близким к единице. При соответствующем выборе элементов эмиттерного повторителя нелинейные искажения пренебрежимо малы. Постоянное напряжепие на эмиттере транзистора 2 нодбирается неременным сопротивлением 3, равным напряжению пробоя Ui (фиг. 2) опорного диода 4. Положительная составляющая выпрямляемого напряжения проходит через опорный диод 4 на выход вынрямителя и нодается на нагрузку 7. Дополнительное падепне напряжения на опорном диоде 4 незначительно, так как дифференциальное сопротивленне составляет единицы - детятки ом, что на несколько порядков меньше нагрузочного сонротивлення и сопротивления 5. Изменение этого сопротивления от тока незначительно по сравнению с его величиной и тем более по сравнению с величиной сопротивления 5 и сопротнвления 7. Поэтому пелипейные искажения выпрям,1енного напряжения пезнач1ггельны в широком диапазоне амплитуд выпрямляемого напряжения. Величина со1фот 1вления 5 выбирается так, чтобы обеспечить минимально иеобходи.мый ток / (фиг. 2) через диод 4, выше которого характеристика линейная ири минимальной амплитуде выпрямляемого напряжепия. Если такому требованию удовлетворяет нагрузочное сопротивление 7, то сопротивле1П1е 5 может быть отключено. Прм пеобходи.мости фильтровать выпрямляемое напряжеиие параллельно с сопротивлением о включается конденсатор. При этом напряжение пробоя Ui опорного диода 4 должно быть больше ма1ксимального размаха выпря мляемого нааряжеиия.

11 п с д м е 1 3 о б j; е 1 с и и я

,Л ИИСГИПЯЙ ПОлуИрОВОДИЛИчОВЫЙ ВЫ11)ЯМИтель, содержании эмиттериый иовторител) и опорный диод, о т ;i 11 ч а ю 1д п и с и теы, что, с целью улучшения лшк йности п ynpo neini i схемы, опорный диод включен эмпттерным иовторптелем п выходной K.ie.MMo;: вынрями1с:1я в наиравлсини, об 5ат11ом по отиоп1еиию к иоляриостн нотенциа.ча эмиттера.