3-я цифра / / / \ \наптносты / / \ (Н90брзат) 2-я цифра / / \

Золотой 5% С9ребряньт 10°;

0TCVTCTBV8T 20%,

Пример: красно-желто-оранжево-золотой-это резистор на 24 кОм с допуском 5%.

Рис. В.1.

Ниже приведен стандартный ряд номинальных значений сопротивлений (невыделенные значения относятся только к допуску 2 и 5%):

Стоимость композитных резисторов лежит в диапазоне от 3 центов за штуку (если покупается 1000 штук) до 15 цент, (если покупается 25 штук). Иногда невыгодно покупать меньше чем 25-50 штук резисторов одного номинала, поэтому имеет смысл купить готовый набор резисторов с разными значениями сопротивлений.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРЕЦИЗИОННЫЕ РЕЗИСТОРЫ С ДОПУСКОМ 1%

Прецизионные пленочные резисторы с диапазоном допусков от 0,5 до 1% находят широкое применение в промышленности и привлекают своей дешевизной-). В частности, резисторы типа RN55D и RN60D очень часто продают по цене 8 центов за штуку, если приобретается не менее 100 штук, а набор резисторов со смешанными значениями сопротивлений, как правило, продают со скидкой. Резисторы типа RN55D имеют такие же размеры, как обычные композитные резисторы с мощностью 0,25 Вт (правда, те же самые резисторы, предназначенные для военного использования, имеют предельную мощность порядка 0,125 Вт при температуре окружающей среды 70°С), а резисторы типа RN60D - такие же размеры, как композитные резисторы с мош,-ностью 0,5 Вт. Для резисторов типа RN55D температурный коэффициент составляет 100 мли. долей 1°С, а для резисторов типа RN55C (такого же размера) - 50 млн. долей/Т.

На корпус пленочных прецизионных резисторов нанесен четырехзначный циф-4)овой код в отличие от обычной цветовой разметки. Три первые цифры определяют величину сопротивления, а последняя - число нулей, то есть множитель. Например код 1693 соответствует сопротивлению 169 кОм, а код 1000-100 Ом. (Отметим, что Цветовые полоски играют такую же роль, но в цветовом коде участвуют только три Цифры, Для многих типов конденсаторов принята такая же цифровая маркировка.

Аналогом могут служить, например, резисторы БЛП,- Прим. ред.

Если величина сопротивления очень мала, то для обозначения десятичной точки используют символ R, например, 49R9 - это 49 ,9 Ом, а 10ДО-10,0 Ом.

Стандартные значения сопротивлений лежат в диапазоне от 10,0 Ом до 301 кОм, и смежные значения отличаются одно от другого примерно на 2%, некоторые изготовители, правда, предлагают подобные резисторы с сопротивлениями от 4,99 Ом до 2,00 МОм. Стандартные значения для каждой декады приведены в представленной ниже таблице.

Резисторы с допуском 1% часто используют в тех случаях, когда требуется очень высокая точность и стабильность; к группе прецизионных резисторов можно подключить небольшой регулируемый потенциометр. Рассчитывая на худший случай, следует иметь в виду, что для резисторов с допуском 1% гарантируется величина сопротивления в пределах допуска только в определенных условиях. При изменении температуры, высокой влажности и при работе с предельными значениями мощности величина сопротивления может легко выйти за пределы допуска. Дрейф сопротивления со временем можег достигать 0,5%, особенно если резисторы работают с предельными значениями мощности. В схемах, от которых требуется особая точность и стабильность (порядка 0,1%), следует использовать прецизионные проволочные резисторы или специальные пленочные резисторы, обеспечивающие такую стабильность То же самое можно сказать и о композитных резисторах. Не стоит тешить себя мыслями, что фабричные спецификации на резисторы слишком консервативны, они отражают реальное положение вещей.

Таблица номиналов 1%-ных резисторов

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

КАК РИСОВАТЬ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

Если принципиальная схема нарисована хорошо, то она поможет разобраться в работе схемы, облегчит поиск неисправности; если схема нарисована плохо, то она лишь запутает дело. Если вы будете помнить о некоторых правилак и советах, то построение хорошей схемы займет у вас ие больше времени, чем построение плохой схемы. В этом приложении мы представляем вам общие принципы построения схем, некоторые правила и практические советы. Кроме того, мы привели здесь несколько схем-уродцев, которые должны стать образцом того, как не следует рисовать схемы.

Общие принципы

1. Схема не должна допускать двусмысленности. В связи с этим номера контактов, параметры элементов, полярности и т. п. следует указывать на схеме совершенно четко, во избежание последующей путаницы.

2. Хорошая принципиальная схема дает ясное представление о ее работе. В связи с этим выделяйте на схеме функциональные части, не бойтесь оставлять на бумаге чистые участки, не старайтесь заполнить весь лист без просветов. Для изображения функциональных частей приняты определенные условности, например изображать дифференциальный усилитель так, как показано на рис. Д. 1, не стоит - в таком виде его трудно узнать. Прн изображении триггеров, например, вход синхронизации и входы сигналов принято показывать слева, входы установки и сброса - сверху и снизу, а выходы - справа.

Вход 1

Выход

33 ~

- Выход

Неправильно

т

Неправильно

Рис. Д.1.

Некоторые правила

1. Соединение проводов обозначают точкой; пересечение проводов без их соединения точкой не отмечают (не нужно в точке пересечения использовать небольшой полукруг, этим символом перестали пользоваться еще в 50-е годы).

2. Четыре провода не должны соединяться в одной точке - провода не могут пересекаться и соединяться 1,

Смысл этого правила - повышение надежности схемы: если в точку сошлись три провода, то даже при пропуске точки ясно, что они соединяются, а если точка стоит на пересечении, то при соблюдении этого правила ясно, что она поставлена ошибочно.- Прим, ред.

Пригоженив Д

3. Для обозначения одного итого же элемента на схеме всегда используйте один и тот же символ: например, не изображайте двумя способами триггеры (исключение: двумя способами могут изображаться логические вентили).

4. Провода и компоненты выравнивают в ряды по горизонтали и по вертикали: это правило следует соблюдать всегда, если только нет серьезных причин Для его на- рушения.

5. Номера контактов следует ставить с внешней стороны условного обозначения элемента, а наименования сигналов - внутри условного обозначения.

6. Для всех элементов стедует указывать номинальное значение или тип, кроме того, очень хорошо обозначать все элементы на схеме, например R-; или ИСд.

Практические советы

1. Обозначения проставляйте непосредственно около символа элемента, четко выделяйте группы обозначений, относящиеся к элементу: (символ элемента, обозначение, тип или номинальное значение.

2. Как правило, сигналы в схемах распространяются слева направо; привычным направлением можно пожертвовать ради ясности изображения.

3. Источники положительного напряжения питания располагайте в верхней части листа, а источники отрицательного напряжения питания - в нижней. В связи с этим транзисторы п - р - п-типа обычно изображают так, что их эмиттеры смотрят вниз, а эмиттеры транзисторов р - п - р-типа - вверх.

4. Не старайтесь подключить все провода в схеме к шине питания или к общей земле. Для того чтобы указать эти напряжения в нужных точках схемы, используйте условное обозначение земли и такие обозначения, как -\-Ukk.

5. Полезно обозначать сигналы и функциональные блоки, а также показывать форму сигнала; на логических схемах очень хорошо обозначать шины сигналов, например СБРОС или СИНХР.

6. При изображении соединений с контактами компонентов эти контакты лучше немного продолжить, чтобы компонент выделялся на схеме. Транзисторы, например, изображайте так, как показано на рис. Д. 2.

7. Около символов элементов оставляйте некоторое пространство; например, символы ОУ, отдельных компонентов и провода не рисуйте вплотную друг к другу. Тогда схему будет легче читать, и у вас останется место для проставления обозначений, номеров контактов и т. д.

Неправильно

Правильно Рис. Д.2.

8. Обозначайте все квадратики , функции которых сразу неочевидны: например, компараторы и ОУ, сдвиговые регистры и счетчики, Смелее изобретайте новые условные обозначения.

9. Разъемы печатных плат, контакты разъемов и другие подобные элементы обозначайте с помощью небольших прямоугольников, овалов, кружков.

10. Схема должна давать ясное представление о том, какие сигналы поступают на переключатель, Не заставляйте людей, которым предстоит работать с вашей схемой, разгадывать головоломки с переключателями ,

11. Для ОУ и логических устройств подключение источников питания обычно не изображают, а подразумевают. Однако все нестандартные подключения (например, в случае, когда ОУ работает от единственного источника питания и U~ -это земля) и входы следует указывать.

Сборка PS-15 4

Вход 1,2 о-

от ч-гОБ до +30 8

3725

2 4?0 Ом

а

I о

т

\т

5 6800 2

Д, 4734

®

ZN3055 с теплоотвсдом li 1,0 Ом, 0,5 Вт 7, 2N

1м

-о выход 15 S

Ы 7,8

10 мкф

5 кОм

1 L, Hofip оши6*и траизис^оры

Ограничитель Регулировка тона выхода

01 20 В до 30

Примеияния !, vci3405HTb на рздизторе

waHefieid 2)Д (is Вт при 600 мА к з I. Родстройка ищ - И5,0 ±0,1 в

производится потенциометром

Стабилизатор напряжения +15 В

Разработал

Э 16 78

Рис. Д,3.

12. Очень полезно составлять небольшие таблицы и указывать в них номера и типы ИМС, контакты источников питания (например, номера контактов для L/k.k и земли).

13. В нижней части листа следует помещать штамп, в котором указывается наименование схемы, наименование прибора, кто начертил схему, кто ее разработал и проверил, дата и номер сборки. Следует предусмотреть также табличку корректировок с графами для номера, предмета корректировки и даты.

14. Советуем рисовать схемы от руки на миллиметровой бумаге или на простой бумаге, под которую подлон<ен разграфленный лист. Так получается быстро и хорошо. Пользуйтесь карандашом, а не шариковой ручкой.

В качестве иллюстрации мы приводим на рис. Д. 3 два варианта одной и той же принципиальной схемы: один служит примером того, как не следует чертить схемы, а другой - примером хорошей схемы, достойной подражания. При построении первого варианта схемы забыли обо всех правилах и в результате ее почти невозможно понять. Как много плохих привычек собрано в этом примере! И с каждой из них нам приходилось Сталкиваться на практике. (Создание плохой схемы очень нас позабавило, но в жизни такие примеры настроения не поднимают.)

ПРИЛОЖЕНИЕ Е НАГРУЗОЧНЫЕ ЛИНИИ

Графическое построение нагрузочных линий можно найти в начале большинства учебников по электронике. Мы решили вынести изложение этого метода в приложение, так как при разработке схем на основе транзисторов он не так полезен, как при разработке схем на основе вакуумных электронных ламп. Однако к нему прибегают при работе с некоторыми нелинейными элементами (например, с туннельными диодами), и вообще он Представляет собой интересный и полезный инструмент анализа.

Начнем с примера. Допустим, вас интересует падение напряжения на диоде, представленном на рис. Е. 1. Предположим, что вам известна вольт-амперная характеристика используемого диода (конечно, существует некоторый технологический разброс, а также сказывается влияние температуры окружающей среды): пусть она имеет такой вид, как показано на графике. Как определить положение точки покоя?

Один метод заключается в том, что нужно грубо задать величину тока, скажем 0,6 мА, затем с помощью вольт-амперной характеристики определить падение напряжения на резисторе, затем на основании этого результата определить новую величину тока (в данном случае 0,48 мА), Этот итеративный метод иллюстрирует рис. Е. 1, После нескольких итераций вы получите ответ, когорый, правда, оставляет желать лучшего.

J-1,0 В

1,0 ш

±

диода У/

Нагрузочные iimun

С помощью метода нагрузочных линий ответ на Подобный вопрос можно получить сразу же. Представьте себе, что вместо диода включен некоторый элемент; резистор с сопротивлением 1,0 кОм по-прежнему выступает в качестве нагрузки, А теперь давайте построим на вольт-ампер ной характеристике график зависимости тока, протекающего через резистор, от напряжения на элементе. Оказывается, построить такой график нетруд1ю: при напряжении О В ток равен просто VjIR (полное падение напряжения па резисторе); прн напряжении f/+ ток равен нулю; все промежуточные значения лежат на прямой, соединяющей эти две точки. Теперь на том же самом графике построим вольт-амперную характеристику элемента. Рабочая точка (точка покоя) принадлежит одновременно двум графикам, т. е. совпадает с точкой их пересечения, как показано на рис, Е.2.

1,0 МА

черн.ЯЩ

Рабочая точка 2

Рис Е,2.

/ - вольт-амперная хлрактернстика черного ящика (в данном случае диода); 2 - нагрузочная линия (устанавливается с помощью U+ и R).

При использовании метода нагрузочных линий для 3-выводных элементов (например, для лампы или транзистора) строят семейство вольт-амперных характеристик элемента. На рис, Е. Зв качестве примера приведен обедненный полевой транзистор и семейство характеристик, построенных для различных значений напряжения между затвором и истоком. Выходное напряжение для заданного входного сигнала можно получить, если спроектировать на ось напряжения отрезок нагрузочной линии, заключенны/! между точками ее пересечения с вольт-амперными характеристиками, соответствующими входному сигналу. На примере показано напряжение стока Для изменения напряжения на затворе (входного) от значения потенциала земли до 2 В.

На первый взгляд этот метод очень хорош, но по целому ряду причин его использование для схем с транзисторами и полевыми транзисторами очень ограничено. Во-первых, вольт-амперные характеристики, указываемые для полупроводниковыз

Нагрузочная mwm

элементов, являются типичными , а их технологический разброс может быть 5-кратным. Представьте, какой результат можно получить с помощью метода нагрузочных линий, если все характеристики сожмутся в 4 раза! Во-вторых, для элементов, обладающих логарифмическими характеристиками, таких, как диодный переход, линейная нагрузочная линия дает точный результат только на небольшом участке. И наконец, для всех элементов на твердом теле подходят неграфические методы, которые мы уже представили в этой книге. Эти методы, в частности, основаны на таких параметрах элементов, на которые можно положиться (л при данных Убэ и Т°С и т. п ), а не на параметрах, подверженных большим изменениям (Лахэ, напряжение отсечки и т п.). Во всяком случае, использование метода нагрузочных линий для транзисторов на основе публикуемых в паспортных данных характеристик даст вам ложное чувство уверенности в своих результатах, так как в этих характеристиках не учтен разброс.

Метод нагрузочных линий очень полезен для понимания работы схем, в состав которых входят нелинейные элементы. Некоторые интересные моменты иллюстрирует пример с туннельным диодом. Рассмотрим схему, представленную на рис. Е. 4.

Тунне;)ьный диод

Рис. Е.4.

Отметим, что в данном случае роль питающего напряжения играет напряжение t/nx-Изменение сигнала от пика до пика порождает семейство параллельных нагрузочных линий, пересекающихся с вольт-амперной характеристикой элемента (рис Е 5, а). Приведенные значения соответствуют сопротивлению 100 Ом для резистора нагрузки. Как следует из графика, выходной сигнал быстрее всего изменяется, когда нагрузочная линия пересекает участок отрицательного сопротивления на характеристике диода Значения t/вых (представляющие собой проекцию на ось X), соответствующие различным значениям Ubx (отдельные нагрузочные линии), образуют представленную в этом же примере передаточную характеристику. Рассматриваемая схема обеспечивает некоторое усиление по напряжению для входньа напряжений вблизи значения 0,2 В.

j? = 100 Ом

0.1 0,2

0,1 0,1

Насыщение транзистора

Интересное явление наблюдается в том случае, когда нагрузочные линии становятся более пологими, чем средняя часть характеристики диода При этом сопротивление нагрузки превышает абсолютную величину отрицательного сопротивления диода и возможны дре точки пересечения с характеристикой диода, как на рис. Е 6 , По мере того как растет выходной сигнал, нагрузочные линии поднимаются до тех пор, пока точка перевечения не переходит скачком к более высокому значению t/вых* При изменении в обратном направлении точка пересечения аналогичным образом перемещается вниз до тех пор, пока скачком не возвратится обратно. Полная передаточная характеристика, как видим, обладает гистерезисом Это явление позволяет использовать туннельные диоды в качестве быстродействующих переключительных элементов (триггеров).

= 300 DM

О 0.1 D,2 0,3 0,4

г Piic, Е 6.

О 0.1 о,г 0,3 0,4 0.5 од

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

НАСЫЩЕНИЕ ТРАНЗИСТОРА

Подзаготовком этого приложения могут стать такие слова- Диод база - кол-* лектор одерживает победу над транзистором На простой модели транзистора, в об-; разе которого выступает человек, можно убедиться в наличии конечного напряже-уСШя насыщения, которым обладает бипотярный транзистор Основная идея состоит ¥Ь том, что переход коллектор - база представляет собой большой диод с высокие значением (уравнение Эберса - Молла), значит, в открытом состоянии напряже-ние на нем при заданном значении тока ниже, чем па диоде база - эмиттер. Следо-вательио, при небольших значениях напряжения между коллектором и эмиттером (обычно 0,25 В и ниже) некоторую часть базового тока забирает днод коллектор - аза (рис Ж 1) В связи с Этим уменьшается эффективное значение/?2i3> и для того, Г чтобы потенциал коллектора был близок потенциалу эмиттера, приходится поддер-1живать относительно большие базовые токи Это подтверждают результаты измсре-йий, приведенные на рис Ж 2.

;Р Коллекторное напряжение насыщения t/ (нас ) при определенном значении

вазового и коллекторного тока является величиной, почти независящей от темпера-Туры, так как температурные коэффициенты двух диодов взаимно компенсируют

I Друг друга (рис. Ж-Щ. Это свойство представляет интерес, так как насыщенный Транзистор часто используют для переключения больших токов и он может нагре-

. ваться (например, ток 10 А при напряжении насыщения 0,5 В дает мощность 5 Вт, Которой вполне достаточно для того, чтобы переход небольшого мощного транзистора нагревался до температуры 100°С или выше).

% При использовании насыщенных переключателей обычно создают большой ба-йвовый ток (составляющий обычно 1/10 или 1/20 часть от коллекторного тока) для того, Ятобы напряжение t/кэ (нас) достигало значения в пределах от 0,05 до 0,2 В. Если.

Б-Пиод база-

коллектор

х=

0,1 0,2

Рис. Ж. К

Рис, Ж.2

/к = 10 мА

t/g3 = -t,7 м8/°С

-50 9 +50 +100 +150

Температура перехода,°с

Рис. Ж.З.

нагрузка потребует , чтобы коллекторный ток был значительно больше, то транзистор выйдет из насьщения и рассеиваемая мощность станет значительно больше. Результаты измерений, представленные на рис. Ж. 4, показывают, что трудно точно установить, когда транзистор насыщен; можно использовать, например, такой критерий:

> Формально транзистор насыщен, если /к<21э^б, но при малых t/gg падает 213, и выполнение этого условия становится трудно определяемым,- Прим, ред