Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 [ 100 ] 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

нужно подбирать фотодиоды и обычные диоды с близкими характеристиками. Специально для схемы, приведенной на рис. 181, в, изготовляются двойные фотодиоды, которые по конструкции представляют собой одно целое, что сближает характеристики их laquo;половин raquo;.

На основе схем, показанных на рис. 181, е и г, например по типу схемы, изображенной на рис. 178, могут быть построены и реверсивные схемы.

4. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ОПТИКО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Для расчета схем с фотопреобразователями удобнее всего пользоваться семейством вольт-амперных характеристик 1ф = f (f/) фотоэлемента данного типа , снятых при различных интенсивно-стях излучения Ео для интересующих в данном конкретном случае длинах волн этих излучений.

Вольт-амперные характеристики фотоэлементов различных ви дов (рис. 182) резко отличаются друг от друга по форме (масштабы этих кривых для разных типов также будут различными). Однако во всех этих случаях вполне пригодным является графический метод расчета, широко применявшийся ранее. Для нереверсивных схем (рис. 175, а и б) построения, необходимые для получения статической характеристики схемы, сводятся, как и в случае ранее рассмотренных элементов, к проведению прямой линии нагрузки (рис. 182, а). Если же фоторезистор включен, например, по схеме, приведенной на рис. 175, б, но питание схема получает от источника переменного тока U, а нагрузка носит чисто реактивный характер, то по аналогии с выражением (75) будем иметь

UlK + Ul, (344)

откуда аналогично уравнению (76) получим уравнение эллипса

Ui. Кз

1. (345)

где по-прежнему ток короткого замыкания

Построение эллипса выполнено на рис. 182, в.

В справочных данных на фотоэлементы эти характеристики иногда отсутствуют, но они могут быть получены путем пересчета имеющихся сведений, если только общий комплекс этих справочных данных достаточен для решения поставленной задачи. Для этого необходимо располагать семейством световых характе ристик, дающих зависимость фототока от интенсивности излучения /ф = Ф (Евх) при разных значениях {Уф.

Переходя к аналитическим методам расчета, заметим, что разно образный характер вольт-амперных характеристик требует и различных видов их аппроксимаций для разных фотоэлементов.

- Е,

---El

.f \ Еех-0

Рис. 182. Вольт-амперные характеристики фотоэлементов:

а - вакуумного; б - газонаполненного; в - фоторезнстора; г - точечного фотодиода; д - плоскостного фотодиода; е - плоскостного фототриода

Как всегда, исходя из применения элементов в регуляторах, будем аппроксимировать относительно линейные участки вольт-амперных характеристик прямыми линиями. При этом во многих

случаях можно воспользоваться аппроксимирующими выражениями, уже примененными к ранее рассмотренным элементам.

Обращаясь к семейству вольт-амперных характеристик точечного фотодиода типа, изображенного на рис. 182, г, замечаем, что общее расположение линейных участков семейства сходно с расположением линейных участков вольт-амперных характеристик дросселя магнитного усилителя (см. рис. 103, б), если учесть, что характеристики фотодиода изображают зависимость f = f (U), характеристики дросселя - зависимость U = ц gt; (/).

Сказанное позволяет применить в данном случае аппроксимацию по типу выражения (185), что в соответствии с рис. 183 дает

1ф = 1, + КЕех+иф- plusmn;, (346)

где - отрезок, который отсекает на оси тока спрямленная характеристика, соответствующая нулевому входному сигналу Евх - 0;

К = -т- (при иф = const) - дифференциальная чувстви-

тельность (дифференциальный передаточный коэффициент) фотодиода по току;

(ф = tgp = -щ- (при Евх = const) - внутреннее дифференциальное сопротивление фотодиода, равное отношению изменения падения напряжения на фотодиоде к изменению тока через фотодиод при неизменном входном облучении и носящее для интересующих нас частот активный характер. Линейные участки вольт-амперных характеристик (см. рис. 182, а, д и е) вакуумного фотоэлемента, плоскостных фотодиодов и фототриодов имеют величину угла j3, близкую к 90 deg;, что соответствует весьма большому внутреннему сопротивлению r, этих типов фотоэлементов. Вследствие этого обычно можно пренебречь последним членом правой части выражения (346) и аналитическое выражение семейства вольт-амперных характеристик для указанных типов фотоэлементов упрощается и сводится к виду

1ф=1о + КЕвх, (347)

Если есть возможность пренебречь так называемым темповым током /о (что особенно часто бывает возможным для вакуумных фотоэлементов), то характер упрощений оказывается подобным переходу от реальных магнитных усилителей к идеализированным (см. п. 9, гл. VIII).

Ориентировочная величина /-/ф для точечных фотодиодов имеет порядок десятков килоом, а для плоскостных - порядок единиц или десятков мегом.