Ограничитель напряжения или на пути к идеальному диоду.

Разработка устройств на современной элементной базе (складываниние кубиков (мелкосхем) и проведения связей между ними) совершенно притупила способность размышлять на уровне физики происходящих процессов. Вот и тут, даже в схеме простейшего ограничителя что-то испытываю затруднение.
Но ближе к делу!
//**********************************
Задача - надо ограничивать по напряжению импульсный сигнал положительной полярности.
//**********************************
На рис.1 простейшая схема классического ограничителя на диодах. Ну вроде бы все понятно. Недостаток - динамический диапазон оставляет желать лучшего. Крутизна вольтамперной характеристики диода - штука незыблемая и повысить ее мы не в состоянии. На величину "kT/e0" мы никак воздействовать не можем. С тремя последовательными диодами крутизна еще хуже: раза, эдак, в три! Результат - при больших изменениях Uвх. Uвых. тоже меняется и выходит из допустимого предела. Конечно вы можете сказать, увеличивай мол R и будет все в порядке. Но в моем случае этого делать нельзя. Выходное сопротивление этой схемы должно оставаться низким.
//**********************************
Схема 2 устраняет этот недостаток. Крутизна вольтамперной характеристики транзистора в диодном включении (БК-Э) при тех же токах, что и с обычными диодами возрастает в В раз. Частотные свойства такого ограничителя вроде бы не ухудшаются, т. к. в транзисторе нет насыщения. Рассасывание зарядов происходят быстро.
//**********************************
Схема 3. (подходим к главному). Крутизна по идее должна быть еще выше. В(бетта) составного транзистора перемножаются.
Но как тут с быстродействием? Интуитивно чувствую, что оно хуже. Как посчитать эквивалентную емкость такого ограничителя? Или хотя бы прикинуть? Длительность импульсов, которые надо ограничивать около 70 нс, R=75 Ом, нагрузка около 1 кОм. Амплитуда импульсов не должна падать по причине плохих частотных свойств ограничителя. Искажение формы (завал фронтов) допускается вплоть до треугольника.

Картиночка к предыдущему сообщению.

Никаких эффектов Миллера тут по идее быть не должно... И всё же, чую, придётся тут гигагерцовые ставить, с запасом по частоте в h21э раз... А макетировать/моделировать не пробовали? Если да, то что получается?

подайте на два нижних диода смещение от источника питания - выведите на нужный участок ВАХ.

частота каккая 100гц?? или строчка:?
толку от быстродействия=0 ставьте зенера или диоды помощнее типа HER203

Спец: А макетировать/моделировать не пробовали?
Нет, не пробовал. Поэтому и спрашиваю.

AnSi ◊
сегодня, 20:43
подайте на два нижних диода смещение от источника питания - выведите на нужный участок ВАХ

ограничитель с дополнительным питанием - это не мой вопрос.

musor: частота каккая 100гц?? или строчка:?
частота порядка 10 МГц.

musor: ставьте зенера Это уже проходили. Емкость жуть, все валит.
На самом деле R не 75 Ом, а больше, тут я соврамши. Там сложная схема с реактивностями перед этим. 75 Ом - предельно допустимое активное сопротивление потерь. Реальный импеданс - килоомы.

//************************************
Хотелось бы услышать что-то по существу вопроса не предлагая другие схемотехнические решения.

Спец, вы оказались правы! Смоделировал в MWO. Транзисторы взял BC847C. На низких частотах ограничение великолепное. Я бы даже сказал прецезионное. С ростом частоты начинают сказываться инерционные свойства транзисторов. Коллекторная цепь не успевает отслеживать базовые изменения. На 10 МГц все уже жутко коряво.

Хотя..., может быть все не так уж и плохо... Надо обдумать результаты. Происходит как бы перерегулирование. Передний фронт очень даже хорош. Но сразу после нарастания идет резкий спад. Плохо это или хорошо, еще предстоит понять.

Вот результаты. На входе синус 10 МГц. Ограничитель двухсторонний на паре транзисторов.

Вот схема

А вот все тоже самое, но на 1 МГц. Здесь все пристойно.