நேரியல் மின்னழுத்த நிலைப்படுத்திகள் - நோக்கம், அடிப்படை அளவுருக்கள் மற்றும் மாறுதல் சுற்றுகள்

ஒருவேளை இன்று, நிலையான நிலையான மின்னழுத்தத்தின் குறைந்தபட்சம் ஒரு ஆதாரம் இல்லாமல் எந்த மின்னணு பலகையும் செய்ய முடியாது. மைக்ரோ சர்க்யூட்களின் வடிவத்தில் பெரும்பாலும் நேரியல் மின்னழுத்த சீராக்கிகள் அத்தகைய ஆதாரங்களாக செயல்படுகின்றன. மின்மாற்றியுடன் கூடிய ரெக்டிஃபையர் போலல்லாமல், மின்னழுத்தம் சுமை மின்னோட்டத்தைப் பொறுத்தது மற்றும் பல்வேறு காரணங்களுக்காக சிறிது மாறுபடும், ஒரு ஒருங்கிணைந்த மைக்ரோ சர்க்யூட் - ஒரு நிலைப்படுத்தி (சீராக்கி) துல்லியமாக வரையறுக்கப்பட்ட வரம்பில் நிலையான மின்னழுத்தத்தை வழங்க முடியும். சுமை நீரோட்டங்கள்.

இந்த மைக்ரோ சர்க்யூட்கள் புலம்-விளைவு அல்லது இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்களின் அடிப்படையில் கட்டமைக்கப்படுகின்றன, அவை தொடர்ந்து செயலில் இயங்குகின்றன. ஒழுங்குபடுத்தும் டிரான்சிஸ்டருடன் கூடுதலாக, நேரியல் நிலைப்படுத்தியின் மைக்ரோ சர்க்யூட்டின் படிகத்தின் மீது ஒரு கட்டுப்பாட்டு சுற்று நிறுவப்பட்டுள்ளது.

வரலாற்று ரீதியாக, மைக்ரோ சர்க்யூட்களின் வடிவத்தில் இத்தகைய நிலைப்படுத்திகளை தயாரிப்பது சாத்தியமாவதற்கு முன்பு, அளவுருக்களின் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையின் சிக்கலைத் தீர்ப்பதில் ஒரு கேள்வி இருந்தது, ஏனெனில் செயல்பாட்டின் போது வெப்பத்துடன், மைக்ரோ சர்க்யூட் முனைகளின் அளவுருக்கள் மாறும்.

1967 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்க எலக்ட்ரானிக்ஸ் பொறியாளர் ராபர்ட் வைட்லர் ஒரு நிலைப்படுத்தி சுற்றுவட்டத்தை முன்மொழிந்தார், அதில் ஒரு ஒழுங்குபடுத்தும் டிரான்சிஸ்டர் கட்டுப்பாடற்ற உள்ளீட்டு மின்னழுத்த மூலத்திற்கும் ஒரு சுமைக்கும் இடையில் இணைக்கப்படும், மேலும் வெப்பநிலை ஈடுசெய்யப்பட்ட குறிப்பு மின்னழுத்தத்துடன் ஒரு பிழை பெருக்கி இருக்கும். கட்டுப்பாட்டு சுற்று. இதன் விளைவாக, சந்தையில் நேரியல் ஒருங்கிணைந்த நிலைப்படுத்திகளின் புகழ் வேகமாக உயர்ந்தது.

கீழே உள்ள புகைப்படத்தைப் பாருங்கள். நேரியல் மின்னழுத்த சீராக்கியின் (LM310 அல்லது 142ENxx போன்றவை) எளிமைப்படுத்தப்பட்ட வரைபடம் இங்கே காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்தத் திட்டத்தில், தலைகீழாக மாறாத எதிர்மறை-மின்னழுத்த பின்னூட்ட செயல்பாட்டு பெருக்கி, அதன் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்தி, ஒழுங்குபடுத்தும் டிரான்சிஸ்டர் VT1 இன் திறப்பின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, இது ஒரு பொதுவான சேகரிப்பான் - உமிழ்ப்பான் பின்தொடர்பவருடன் ஒரு சுற்றுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

op-amp ஆனது ஒரு துருவ நேர்மறை மின்னழுத்த வடிவில் உள்ளீட்டு மூலத்தால் இயக்கப்படுகிறது. எதிர்மறை மின்னழுத்தம் இங்கு வழங்குவதற்கு ஏற்றதாக இல்லை என்றாலும், op-amp இன் விநியோக மின்னழுத்தம் எந்த பிரச்சனையும் இல்லாமல், அதிக சுமை அல்லது சேதத்திற்கு பயப்படாமல் இரட்டிப்பாக்கப்படலாம்.

முடிவு என்னவென்றால், ஆழமான எதிர்மறையான பின்னூட்டம் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தின் உறுதியற்ற தன்மையை நடுநிலையாக்குகிறது, இந்த சுற்றுவட்டத்தில் உள்ள மதிப்பு 30 வோல்ட்களை எட்டும். எனவே, நிலையான வெளியீடு மின்னழுத்தங்கள் சிப் மாதிரியைப் பொறுத்து 1.2 முதல் 27 வோல்ட் வரை இருக்கும்.

நிலைப்படுத்தி மைக்ரோ சர்க்யூட் பாரம்பரியமாக மூன்று ஊசிகளைக் கொண்டுள்ளது: உள்ளீடு, பொதுவான மற்றும் வெளியீடு.குறிப்பு மின்னழுத்தத்தைப் பெற மைக்ரோ சர்க்யூட்டின் ஒரு பகுதியாக வேறுபட்ட பெருக்கியின் பொதுவான சுற்றுகளை படம் காட்டுகிறது ஜீனர் டையோடு பயன்படுத்தப்பட்டது.

குறைந்த மின்னழுத்த சீராக்கிகளில், வைட்லர் தனது முதல் நேரியல் ஒருங்கிணைந்த சீராக்கியான LM109 இல் முதன்முதலில் முன்மொழிந்தபடி, மின்னழுத்தக் குறிப்பு இடைவெளியில் பெறப்படுகிறது. மின்தடையங்கள் R1 மற்றும் R2 இன் எதிர்மறை பின்னூட்ட சுற்றுகளில் ஒரு பிரிப்பான் நிறுவப்பட்டுள்ளது, இதன் செயல்பாட்டின் மூலம் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் Uout = Uvd (1 + R2 / R1) சூத்திரத்தின்படி குறிப்பு மின்னழுத்தத்திற்கு விகிதாசாரமாக மாறும்.

நிலைப்படுத்தியில் கட்டப்பட்ட மின்தடை R3 மற்றும் டிரான்சிஸ்டர் VT2 ஆகியவை வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த உதவுகின்றன, எனவே தற்போதைய கட்டுப்படுத்தும் மின்தடையின் மின்னழுத்தம் 0.6 வோல்ட்டுக்கு மேல் இருந்தால், டிரான்சிஸ்டர் VT2 உடனடியாக திறக்கும், இது முக்கிய கட்டுப்பாட்டு டிரான்சிஸ்டர் VT1 இன் அடிப்படை மின்னோட்டத்தை ஏற்படுத்தும். வரையறுக்கப்பட்ட. நிலைப்படுத்தியின் இயல்பான செயல்பாட்டு பயன்முறையில் வெளியீட்டு மின்னோட்டம் 0.6 / R3 ஆக வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. ஒழுங்குபடுத்தும் டிரான்சிஸ்டரால் சிதறடிக்கப்பட்ட சக்தி உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்து 0.6 (Uin — Uout) / R3 க்கு சமமாக இருக்கும்.

சில காரணங்களால் ஒருங்கிணைந்த நிலைப்படுத்தியின் வெளியீட்டில் ஒரு குறுகிய சுற்று ஏற்பட்டால், படிகத்தின் மீது சிதறிய சக்தியை முன்பு போல் விடக்கூடாது, மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்கு விகிதாசாரமாகவும், மின்தடையம் R3 இன் எதிர்ப்பிற்கு நேர்மாறாகவும் இருக்கும். எனவே, சுற்று பாதுகாப்பு கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது - ஜீனர் டையோடு VD2 மற்றும் மின்தடையம் R5, இதன் செயல்பாடு Uin -Uout மின்னழுத்தத்தின் வேறுபாட்டைப் பொறுத்து தற்போதைய பாதுகாப்பின் அளவை அமைக்கிறது.

மேலே உள்ள வரைபடத்தில், அதிகபட்ச வெளியீட்டு மின்னோட்டம் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தது என்பதை நீங்கள் காணலாம், இதனால் நேரியல் நிலைப்படுத்தியின் மைக்ரோ சர்க்யூட் அதிக சுமைகளிலிருந்து நம்பத்தகுந்த வகையில் பாதுகாக்கப்படுகிறது.மின்னழுத்த வேறுபாடு Uin-Uout ஜீனர் டையோடு VD2 இன் நிலைப்படுத்தல் மின்னழுத்தத்தை மீறும் போது, ​​R4 மற்றும் R5 மின்தடையங்களின் பிரிப்பான் டிரான்சிஸ்டர் VT2 இன் அடிப்பகுதியில் போதுமான மின்னோட்டத்தை உருவாக்கி, அதை அணைக்கும், இது அடிப்படை மின்னோட்ட வரம்பை ஏற்படுத்தும். ஒழுங்குபடுத்தும் டிரான்சிஸ்டர் VT1 ஐ அதிகரிக்க.

ADP3303 போன்ற லீனியர் ரெகுலேட்டர்களின் சமீபத்திய மாதிரிகள், படிகத்தை 165 ° C க்கு சூடாக்கும்போது வெளியீட்டு மின்னோட்டம் கடுமையாகக் குறையும் போது வெப்ப ஓவர்லோட் பாதுகாப்புடன் பொருத்தப்பட்டிருக்கும். மேற்கூறிய வரைபடத்தில் உள்ள மின்தேக்கி அதிர்வெண்ணைச் சமன் செய்ய வேண்டும்.

மூலம், மின்தேக்கிகள் பற்றி. மைக்ரோ சர்க்யூட்டின் உள் சுற்றுகளின் தவறான செயல்பாட்டைத் தவிர்ப்பதற்காக, ஒருங்கிணைந்த நிலைப்படுத்திகளின் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டில் குறைந்தபட்ச திறன் 100 nf கொண்ட மின்தேக்கிகளை இணைப்பது வழக்கம். இதற்கிடையில், REG103 போன்ற கேப்லெஸ் நிலைப்படுத்திகள் என்று அழைக்கப்படுபவை உள்ளன, இதற்காக உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டில் உறுதிப்படுத்தும் மின்தேக்கிகளை நிறுவ வேண்டிய அவசியமில்லை.

நிலையான வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்துடன் கூடிய நேரியல் நிலைப்படுத்திகளுக்கு கூடுதலாக, உறுதிப்படுத்தலுக்கான அனுசரிப்பு வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்துடன் நிலைப்படுத்திகளும் உள்ளன. அவற்றில், மின்தடையங்கள் R1 மற்றும் R2 இன் பிரிப்பான் இல்லை, மேலும் டிரான்சிஸ்டர் VT4 இன் அடிப்பகுதி 142EN4 சிப் போன்ற வெளிப்புற வகுப்பியை இணைக்க சிப்பின் ஒரு தனி காலுக்கு வெளியே கொண்டு வரப்படுகிறது.

மேலும் நவீன நிலைப்படுத்திகள், இதில் கட்டுப்பாட்டு சுற்றுகளின் தற்போதைய நுகர்வு LM317 போன்ற பல பத்து மைக்ரோஅம்ப்களுக்கு குறைக்கப்படுகிறது, மூன்று ஊசிகள் மட்டுமே உள்ளன.சரியாகச் சொல்வதானால், இன்று TPS70151 போன்ற உயர் துல்லிய மின்னழுத்த சீராக்கிகள் உள்ளன என்பதை நாங்கள் கவனிக்கிறோம், இது பல கூடுதல் ஊசிகள் இருப்பதால், இணைக்கும் கம்பிகள், சுமை வெளியேற்ற கட்டுப்பாடு போன்றவற்றுக்கு மின்னழுத்த வீழ்ச்சி பாதுகாப்பைப் பயன்படுத்துவதை சாத்தியமாக்குகிறது. .

மேலே நாம் பொதுவான கம்பியுடன் தொடர்புடைய நேர்மறை மின்னழுத்த நிலைப்படுத்திகளைப் பற்றி பேசினோம். எதிர்மறை மின்னழுத்தங்களை உறுதிப்படுத்த இதே போன்ற திட்டங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, உள்ளீட்டின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை பொதுவான புள்ளியில் இருந்து தனிமைப்படுத்த மட்டுமே போதுமானது. வெளியீட்டு முள் பின்னர் பொதுவான வெளியீட்டு புள்ளியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் எதிர்மறை வெளியீட்டு புள்ளியானது நிலைப்படுத்தி சிப்பின் பொதுவான புள்ளியுடன் இணைக்கப்பட்ட உள்ளீடு கழித்தல் புள்ளியாக இருக்கும். 1168ENxx போன்ற எதிர்மறை துருவமுனைப்பு மின்னழுத்த சீராக்கிகள் மிகவும் வசதியானவை.

ஒரே நேரத்தில் இரண்டு மின்னழுத்தங்களைப் பெறுவது அவசியமானால் (நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை துருவமுனைப்பு), இந்த நோக்கத்திற்காக ஒரே நேரத்தில் சமச்சீர் நிலைப்படுத்தப்பட்ட நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்னழுத்தத்தை வழங்கும் சிறப்பு நிலைப்படுத்திகள் உள்ளன, நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்களைப் பயன்படுத்தினால் போதும். உள்ளீடுகளுக்கு. அத்தகைய இருமுனை நிலைப்படுத்தியின் உதாரணம் KR142EN6 ஆகும்.

மேலே உள்ள படம் அதன் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட வரைபடமாகும். இங்கே, வேறுபட்ட பெருக்கி # 2 டிரான்சிஸ்டர் VT2 ஐ இயக்குகிறது, எனவே சமத்துவம் -UoutR1 / (R1 + R3) = -Uop கவனிக்கப்படுகிறது. மற்றும் பெருக்கி #1 டிரான்சிஸ்டர் VT1 ஐ கட்டுப்படுத்துகிறது, இதனால் மின்தடையங்கள் R2 மற்றும் R4 சந்திப்பில் உள்ள சாத்தியம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். அதே நேரத்தில் மின்தடையங்கள் R2 மற்றும் R4 சமமாக இருந்தால், வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் (நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை) சமச்சீராக இருக்கும்.

இரண்டு (நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை) வெளியீட்டு மின்னழுத்தங்களுக்கு இடையிலான சமநிலையின் சுயாதீனமான சரிசெய்தலுக்கு, மைக்ரோ சர்க்யூட்டின் சிறப்பு ஊசிகளுடன் கூடுதல் டிரிம்மிங் மின்தடையங்களை நீங்கள் இணைக்கலாம்.

மேலே உள்ள நேரியல் ஒழுங்குமுறை சுற்றுகளின் மிகச்சிறிய மின்னழுத்த வீழ்ச்சி பண்பு 3 வோல்ட் ஆகும். பேட்டரி அல்லது பேட்டரி மூலம் இயங்கும் சாதனங்களுக்கு இது மிகவும் அதிகம் மற்றும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியைக் குறைப்பது பொதுவாக விரும்பத்தக்கது. இந்த நோக்கத்திற்காக, வெளியீடு டிரான்சிஸ்டர் pnp வகை செய்யப்படுகிறது, இதனால் வேறுபட்ட நிலையின் சேகரிப்பான் மின்னோட்டம் ஒரே நேரத்தில் ஒழுங்குபடுத்தும் டிரான்சிஸ்டர் VT1 இன் அடிப்படை மின்னோட்டத்துடன் இருக்கும். குறைந்தபட்ச மின்னழுத்த வீழ்ச்சி இப்போது 1 வோல்ட் வரிசையில் இருக்கும்.

எதிர்மறை மின்னழுத்த சீராக்கிகள் குறைந்த துளியுடன் இதே முறையில் செயல்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, 1170ENxx சீரிஸ் ரெகுலேட்டர்கள் சுமார் 0.6 வோல்ட் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் TO-92 கேஸில் 100 mA வரை சுமை மின்னோட்டத்தில் செய்யப்படும் போது அதிக வெப்பமடையாது. நிலைப்படுத்தி 1.2 mA க்கு மேல் பயன்படுத்துவதில்லை.

இத்தகைய நிலைப்படுத்திகள் குறைந்த ட்ரூப் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. MAX8865 சிப் போன்ற MOSFET-அடிப்படையிலான ரெகுலேட்டர்களில் (1 mA சிப் மின்னோட்ட நுகர்வில் சுமார் 55 mV) குறைந்த மின்னழுத்த வீழ்ச்சி அடையப்படுகிறது.

காத்திருப்பு பயன்முறையில் சாதனங்களின் மின் நுகர்வைக் குறைக்க சில நிலைப்படுத்தி மாடல்கள் ஷட் டவுன் பின்களுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளன - இந்த பின்னுக்கு லாஜிக் லெவல் பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​நிலைப்படுத்தியின் நுகர்வு கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாகக் குறைக்கப்படுகிறது (வரி LT176x).

ஒருங்கிணைந்த நேரியல் நிலைப்படுத்திகளைப் பற்றி பேசுகையில், அவை அவற்றின் பண்புகளையும், மாறும் மற்றும் துல்லியமான அளவுருக்களையும் குறிப்பிடுகின்றன.

துல்லியம் அளவுருக்கள் உறுதிப்படுத்தல் காரணி, வெளியீடு மின்னழுத்தம் அமைக்க துல்லியம், வெளியீடு மின்மறுப்பு மற்றும் மின்னழுத்த வெப்பநிலை குணகம். இந்த அளவுருக்கள் ஒவ்வொன்றும் ஆவணத்தில் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன; அவை உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் மற்றும் படிகத்தின் தற்போதைய வெப்பநிலையைப் பொறுத்து வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தின் துல்லியத்துடன் தொடர்புடையவை.

சுமை மின்னோட்டம் மற்றும் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தின் வெவ்வேறு அதிர்வெண்களுக்கு சிற்றலை அடக்க விகிதம் மற்றும் வெளியீட்டு மின்மறுப்பு போன்ற டைனமிக் அளவுருக்கள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன.

உள்ளீட்டு மின்னழுத்த வரம்பு, மதிப்பிடப்பட்ட வெளியீட்டு மின்னழுத்தம், அதிகபட்ச சுமை மின்னோட்டம், அதிகபட்ச ஆற்றல் சிதறல், அதிகபட்ச சுமை மின்னோட்டத்தில் அதிகபட்ச உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு மின்னழுத்த வேறுபாடு, சுமை இல்லாத மின்னோட்டம், இயக்க வெப்பநிலை வரம்பு போன்ற செயல்திறன் பண்புகள், இந்த அளவுருக்கள் அனைத்தும் ஒன்றைத் தேர்ந்தெடுப்பதில் பாதிக்கின்றன அல்லது மற்றொன்று.ஒரு குறிப்பிட்ட சுற்றுக்கான நிலைப்படுத்தி.

நேரியல் மின்னழுத்த கட்டுப்பாட்டாளர்களின் பண்புகள்

நேரியல் நிலைப்படுத்திகளை உள்ளடக்கிய வழக்கமான மற்றும் மிகவும் பிரபலமான சுற்றுகள் இங்கே:

ஒரு நிலையான வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்துடன் நேரியல் நிலைப்படுத்தியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க வேண்டியது அவசியமானால், பொதுவான முனையத்தில் ஒரு ஜீனர் டையோடு தொடரில் சேர்க்கப்படும்:

அனுமதிக்கப்பட்ட வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தை அதிகரிக்க, மிகவும் சக்திவாய்ந்த டிரான்சிஸ்டர் நிலைப்படுத்திக்கு இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மைக்ரோ சர்க்யூட்டில் உள்ள ஒழுங்குபடுத்தும் டிரான்சிஸ்டரை ஒரு கலப்பு டிரான்சிஸ்டரின் ஒரு பகுதியாக மாற்றுகிறது:

மின்னோட்டத்தை நிலைநிறுத்துவது அவசியமானால், பின்வரும் திட்டத்தின் படி மின்னழுத்த நிலைப்படுத்தி இயக்கப்படுகிறது.

இந்த வழக்கில், மின்தடையின் குறுக்கே மின்னழுத்த வீழ்ச்சியானது உறுதிப்படுத்தல் மின்னழுத்தத்திற்கு சமமாக இருக்கும், இது உறுதிப்படுத்தல் மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால் குறிப்பிடத்தக்க இழப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும்.இது சம்பந்தமாக, 1.2 வோல்ட்டுகளுக்கான KR142EN12 போன்ற குறைந்த சாத்தியமான வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கான நிலைப்படுத்தியைத் தேர்ந்தெடுப்பது மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கும்.