Система факсимильной связи

Характеристика вибраного транзистора показана на рис.2.

Рис. 2. Вольт-амперна характеристика фототранзистора ФТ-2Г при різних освітленностях.

Його найбільша розсіювана потужність Pmax = 50 мВт, Iкmax = 10мА, Uкеmax = 30 В.

На характеристиці, згідно із довідковими даними будуємо робочу зону фототранзистора. Після цього будуємо лінію навантаження транзистора, яка має проходити через точки А (UКЕ = Ек =12 В; Ік = 0) і В (UКЕ = 0; )

Рівняння лінії навантаження ;

Для отримання більшого підсилення по напрузі слід вибрати більше значення опору навантаження Rк, а щоб отримати більше підсилення по силі струму треба навпаки, зменшувати даний опір.

Перед нами стоїть завдання отримати підсилення по напрузі, яке потрібне в пристрої обробки, тому виберемо = 2,4 к Ом. Це дозволить також охопити більший діапазон зміни освітленості.

Лінія навантаження зображена на рис. 2 відрізком прямої АВ.

Освітленість, яка падає на вхід фоточутливого елемента фототранзистора від білої ділянки паперу легко відрегулювати, наприклад, за допомогою фокусуючої лінзи.

На вибраній лінії навантаження білій ділянці зображення виберемо точку Б, яка відповідає освітленості ФБ = 1000 лк.

Тоді згідно з міркувань, викладених в п.1 (див. рис. 1), точка Т (сигнал від темної ділянки) має відповідати Фт = 1/8ФБ = 125 лк. Відповідна точка Т нанесена на лінію навантаження (див. рис. 2).

З рис. 2 визначимо амплітуду фотоелектричного сигналу за вибраного режиму:

Отже, підібравши відповідним чином освітленість в місці розташування фотодатчика (в нашому випадку це фототранзистор ФТ-2Г) і включивши його по найпростішій схемі з плаваючою базою і спільним емітером, отримано вихідний сигнал, який цілком достатній (за напругою) для нормальної роботи пристрою обробки і перетворення сигналу.

Таким чином, залишається забезпечити роботу ФЕП на низькоомному навантаженні та забезпечити двох градаційний вихідний сигнал при варіаціях освітленості, відбитих від ділянок з мало контрастним альбедо. Друга проблема вирішується застосуванням в схемі обробки і перетворення сигналу обмежувача амплітуд, який виконують, як правило на діодах.

В схемі обмежувача має бути регулювання рівня обмеження. Ця частина схеми має значно більший активний опір, ніж опір Rк, через який протікає знайдений струм (Ік)мах = 2 мА. Фактично струм в навантаження (діодний обмежувач амплітуд) може складати не більше 0,8 мА) .

Попередньо складена схема вхідного каскаду на фототранзисторі ФГ-2Г має вигляд:

Рис. 3. Схема вхідного каскаду на фототранзисторі ФГ-2Г

Схема працює як ключ, що спрацьовує при перевищенні критичного значення освітленості.

Зворотній тепловий струм колекторного n-p переходу неосвітленого транзистора ФТ-2Г ІКзвор може досягати 2 мкА. Якщо при роботі ФТ-2Г в режимі з плаваючою базою (схема якого зображена на рис. 3) потенціал бази наблизиться до потенціалу колектора або почне мінятися, то зворотній тепловий струм підсилюється:

Якщо коефіцієнт передачі транзистора складає

,

то при , , а це вже майже відповідає рівню фотоструму. Відповідно в h21e = 30-150 разів збільшується температурна і часова нестабільність Ік фототранзистора.

Для усунення цього небажаного явища треба застабілізувати положення робочої точки (т. Б на рис. 2), зафіксувавши напругу на базі.

Стабілізація транзистора, увімкнутого в схемі з спільним емітером досягається включенням резистора RБ в коло бази (див. рис. 4).

Рис.4. Резистор RБ включено в коло бази.

Для визначення необхідного номіналу резистора RБ звернемося до сімейства вхідних характеристик транзистора ФТ-2Г:

та

Рис. 5. Вхідні характеристики транзистора ФТ-2Г.

Крива 1 відповідає випадку відсутності освітлення при ;

Крива 2 — при (точка Т)

Крива 3 — при (точка Б)

На рис. 5 лінія 4 є графіком при Ф=0. Із вимоги Іф >>ІКБ звор отримаємо критерій для вибору RБ. Лінія статичного навантаження емітерного переходу:

Хорошої стабілізації можна досягнути за умов

Іф >>ІКБ звор та ІКБ звор·RБ <<

Тому взявши , можна переконатися, що дані умови виконуються.

Справді, (див. рис.5)

Знайденому значенню RБ відповідає лінія статичного навантаження ОБ, яка нанесена на графік (рис. 5).