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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Utilizando el efecto Miller en la sincronización de circuitos RC. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado En los formadores de impulsos de una determinada duración (temporizadores, generadores, etc.) se suelen utilizar circuitos RC de ajuste de tiempo, cuyo funcionamiento se basa en la carga y descarga de un condensador a través de una resistencia (Fig. 1a). Se aplica un voltaje constante U0 a la entrada del circuito RC y el condensador C1 comenzará a cargarse a través de la resistencia R1, como se muestra en el gráfico (Fig. 1b). En este caso, el voltaje UC1 en el capacitor C1 aumentará exponencialmente, y su valor en cualquier momento se puede encontrar usando la fórmula UC1(t)=U0(1 - et/R1-C1).
Cabe señalar que, en teoría, el condensador nunca se cargará al voltaje Uo, por lo que se acostumbra determinar el tiempo durante el cual se cargará a un valor determinado. Como medida del tiempo de carga se toma la constante de tiempo τ = R1·C1, el período durante el cual UC1 alcanza el valor Uo (1 - 1/e). Cuando se descarga el condensador, el proceso ocurre en orden inverso. Al construir generadores, temporizadores y otros dispositivos similares, el circuito RC se conecta a varios dispositivos: transistores, comparadores de amplificadores operacionales, etc., que de una forma u otra influyen en el proceso de carga y descarga. Para que el efecto sea insignificante, la corriente consumida por estos dispositivos debe ser al menos diez veces menor que la corriente de carga del condensador. Para aumentar la constante de tiempo, debe elegir un condensador más grande o una resistencia de mayor resistencia. En el primer caso, aumentan las dimensiones del condensador y la corriente de fuga. En el segundo, la corriente de carga disminuye, lo que conduce a un aumento en la influencia de la corriente de fuga del capacitor y de los dispositivos conectados sobre la constante de tiempo. En esta situación puede ayudar el efecto Miller, cuya esencia es la siguiente. Si se incluye un condensador con una capacitancia de C2 en el circuito de retroalimentación negativa de un amplificador de voltaje (Fig. 1) con un factor de ganancia, entonces la capacitancia equivalente de dicho circuito será Ky veces mayor: Seq = C1·Ky. En las etapas de amplificación, especialmente en altas frecuencias, hay que combatir este efecto, pero aquí puede resultar útil.
La corriente que fluye a través de la resistencia R1 se bifurca en dos: la corriente del colector del transistor VT1 y la corriente de carga del condensador C1. En este caso, la mayor parte de la corriente de carga fluye a través de la unión emisora del transistor. Dado que la corriente de base del transistor es h21E veces menor que la corriente del colector (donde h21E es el coeficiente de transferencia estática de la corriente de base del transistor), la corriente de carga del capacitor será aproximadamente la misma cantidad de veces menor que la corriente a través de la resistencia. R1. En la unidad descrita, se debe utilizar un transistor con un alto coeficiente de transmisión, baja corriente de colector inversa y la capacidad de funcionar con baja corriente de colector, por ejemplo, KT3102, KT3130 con cualquier índice de letras. Para la resistencia R1 con una resistencia de 300 kOhm (con una tolerancia de ±2%), un condensador de óxido de tantalio con un valor nominal de 100 μF para un voltaje de 16 V (la capacidad real es de aproximadamente 120 μF) y un transistor KT3130B-9 , la constante de tiempo determinada experimentalmente resultó ser igual a 380 s. Los mismos elementos sin transistor proporcionaron una constante de tiempo de 39 s. Así, el uso de un transistor aseguró un aumento de la constante de tiempo de aproximadamente 10 veces. Como ejemplo práctico del uso del nodo considerado en la Fig. La Figura 3 muestra un diagrama de un temporizador que conecta una carga potente a una fuente de alimentación después de un cierto período de tiempo. Como "par de contactos" controlado se utiliza un transistor de efecto de campo de conmutación VT2. El comparador está montado en el amplificador operacional DA1 con retroalimentación positiva.
En el momento inicial, el condensador C1 se descarga y la salida del amplificador operacional tendrá un voltaje cercano al voltaje de suministro. Debido a esto, el transistor de efecto de campo se cierra y la carga se desactiva. A medida que se carga el condensador C1, el voltaje del colector del transistor VT1 aumenta y cuando excede el voltaje en la entrada no inversora del comparador, conmutará. Su voltaje de salida disminuirá casi a cero: el transistor de efecto de campo se abrirá. Para reiniciar, presione brevemente el botón SB1. Con las clasificaciones de tipo de los elementos indicados en el diagrama, el tiempo de retardo es de aproximadamente 10,5 minutos (sin transistor VT1, aproximadamente 1 minuto). Si el transistor se reemplaza por un amplificador operacional con una resistencia de entrada más alta, el tiempo de retardo se puede aumentar aún más. Autor: I. Nechaev, Kursk
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