Простейший ГПН на транзисторе

Простейшим ГПН является ёмкостная интегрирующая цепь с включённым параллельно зарядному конденсатору транзистором в качестве электронного коммутатора (рис.3.27).

Рис.3.27. Простейший генератор пилообразного напряжения

Временн ы е диаграммы ГПН показаны на рис. 3.28.

Рис.3.28. Временн ы е диаграммы простейшего ГПН

Работа схемы.

1. Исходное состояние.

В исходном состоянии транзистор открыт и находится в режиме неглубокого насыщения. Конденсатор разряжен до величины

2. Формирование импульса.

При подаче на вход схемы отрицательного прямоугольного импульса транзистор быстро запирается (происходит скачок напряжения на входе). В соответствии с законами коммутации конденсатор мгновенно зарядиться не может, поэтому в момент времени напряжение на его верхней обкладке не изменяется (рис.3.27).

С момента времени начинается заряд конденсатора по цепи:

→ → → (корпус).

Напряжение на конденсаторе возрастает по экспоненциальному закону:

,

где .

Процесс заряда конденсатора происходит в промежутке времени

.

3. Восстановление исходного состояния схемы.

Ёмкость конденсатора достаточно велика и он продолжал бы заряжаться дальше, но в момент напряжение на входе скачком прекращается, транзистор отпирается, и конденсатор быстро разряжается через малое внутреннее сопротивление насыщенного транзистора по цепи:

→ → корпус → .

Разряд происходит также по экспоненте, но постоянная времени цепи разряда

Параметры сформированного импульса зависят от величин

, , и .

Достоинства схемы:

· простота;

· стабильность закона изменения пилообразного напряжения, зависящая только от , и .

Недостаток схемы – очень малая линейность пилообразного напряжения. Чтобы обеспечить приемлемую линейность прямого хода, необходимо выбирать В этом случае заряд конденсатора соответствует начальному, относительно линейному, участку экспоненты. Однако чем больше превосходит (т.е. ), тем меньше амплитуда напряжения U_m, до которого зарядится конденсатор за время длительности импульса, тем меньше коэффициент использования напряжения источника питания.