الشكلين الأساسيين للمقرات الخطية linear regulators تراه كتخطيط في الشكل 24 . في مقر التوالي series regulator التي تراه في الشكل A يستعمل في تطبيقات تتطلب استعمال كفئ المصدر القدرة الابتدائي . فولتية الإقرار المرجعية stable reference تؤخذ من ثنائي زنر zener Diode . في التطبيقات الدقيقة والحرجة يستعمل ثنائي مرجعي كمعوض حراري – temperature compensated .

الفولتية الخارجة يتم نمذجتها sampled ) عن طريق مقسم فولتية voltage divider) ومقارنتها مع الفولتية المرجعية حيث يتولى مضخم الخطأ error amplifier تعديل قيمتها . فإذا كان نموذج الفولتية الخارجة أكبر من الفولتية المرجعية، فإن مضخم الخطأ يقلل تيار السوق إلى ترانزستور التمرير والعكس صحيح. وبذا يتصرف ترانزستور تمرير التوالي كمقسم فولتية voltage divider مع مقاومة الحمل.

في مقرات التوالي تكون العلاقة مباشرة بين تبديد القدرة power dissipation لترانزستور تمرير التوالي وبين تيار الحمل المار في ذلك الترانزستور، وكذلك العلاقة مباشرة بين تبديد القدرة لترانزستور تمرير التوالي وبين الفرق بين فولتية الدخول والخروج (أي إن الحرارة المتولدة على ذلك الترانزستور تزيد مع زيادة تيار الحمل وتزيد كذلك كلما زاد الفرق بين فولتية الدخول والخروج).

عنصر تمرير التوالي يمكن أن يوضع عبر أي طرف من أطراف المجهز . كلا نوعي الترانزستور PNP أو NPN يمكن أن نستعملها لهذا الغرض، حسب استقطاب نقطة الصفر للدخول الغير منضبط unregulated input .

الفولتية المرجعية

الشكل 1 دوائر لمقر فولتية الكتروني خطي، في هذه المخططات تمثل البطارية مصدر الفولتية الغير منضبطة، يمكن المحولة ومقوم ومرشح أن يوفر هذه الوظيفة في معظم التطبيقات. في A دائرة مقر توالي في B دائرة مقر ذو أنشوطة Shunt regulator في تحسس بعيد يتغلب على ضعف الإقرار بسبب الفولتية المنحدرة والمبددة على خط التوصيل IR، وذلك بإدراج خط التوصيل ضمن دورة التغذية العكسية.

الشكل B يبين دائرة مقر فولتية بسيطة . مثل هذه الأنظمة تستعمل عندما يتعين علينا المحافظة على فولتية المصدر ثابتة وعمله مشابه لعمل مقر التوالي، عدا إن عنصر السيطرة يكون على التوازي مع الحمل الخارجي. وعندما يتغير تيار الحمل، فإن ترانزستور السيطرة يغير مقاومته عكس الحمل وبهذه الكيفية تبقى المقاومة المؤلفة من الحمل والترانزستور ثابتة، وتسحب تيار ثابت عبر R_S. لاحظ إن تقطيب الدخول لمضخم الخطأ تكون معكوسة مما هي الحال مع مقرات التوالي. وهذه نتيجة لصفة الإقلاب المعروفة التي تحدث مع الترانزستورات الموصلة بطريقة القاذف المشترك Common-emitter. أعظم تبديد قدرة لترانزستور السيطرة يحدث عندما يكون الحمل صفر. الصرامة في إقرار الفولتية التي يبديها مقر الفولتية الخطي تعتمد على كسب مضخم الخطأ والنسبة بين مقاومات التقسيم للفولتية الخارجة والعامل الأهم هو مقاومات التقسيم ذلك لأن معظم مضخمات العمليات التي نستعملها تمتلك كسب عالي. فإذا ما كان استقطاب المرجع reference يساوي 10 وقد جرى انتخاب مقاومات التقسيم لتنتج خارج يبلغ 100، فإن كسب الانشوطة loop gain سيقل حيث تزداد ممانعة الخارج) بالعامل عشرة . زيادة الفولتية المرجعية إلى 5 والإبقاء على مقاومات التقسيم التي تحقق لنا نموذج للفولتية الخارجة يبلغ 100 تبقى نفسها، فإن ذلك سيحسن الإقرار بمقدار 5 مقارنة مع المثال السابق. وعلى هذا، إذا مجهز القدرة ذو خارج 100 يستعمل 10 كمرجع ينتج تغير في الفولتية الخارجة يبلغ 5mV إزاء تغير معين في الحمل، فإن المجهز الذي يملك 5 كمرجع ينتج فقط 1m7 كتغيير في الفولتية الخارجة إزاء نفس التغيير في الحمل.

نفس القاعدة يمكن تطبيقها على التعرجات الخارجة. وعلى أي حال فإن هذه الخاصية يمكن السيطرة عليها بشكل مستقل عن إقرار الحمل من خلال توصيل متسعة على التوازي مع المقاومة R1 في الشكل 1 A و B. هذا سيسمح للمقر regulator أن يعمل عند أقصى كسب الانشوطة إزاء مكونات التيار المتناوب الخارج.

المناقشة السابقة تقودنا إلى استنتاج وهو إن الفولتية المرجعية في مقرات الفولتية الخطية linear regulators يجب أن تكون مرتفعة قدر الإمكان. وعلى أي حال فإن فيزياء الحالة الصلبة Solid-state physics وفن التصنيع (التكنولوجيا) قد أشارت إلى إن أحسن استقرار حراري نحصل عليه عند استعمال فولتية مرجعية في حدود V 6

في أي مقر للفولتية نحصل على أنظف خارج وإقرار صارم عند النقطة الموصل إليها شبكة النمذجة (مقاومات التقسيم أو مضخم الخطأ. فإذا ما سحب تيار حمل شديد خلال موصلات طويلة، فإن انحدار الفولتية على الموصلات الطويلة قد يخفض جودة الإقرار عند الحمل. وللتغلب على هذه الظاهرة فإن توصيلات التغذية العكسية إلى مضخم الخطأ يمكن أن نجعلها مباشرة إلى الحمل. هذه التقنية تدعى التحسس عن بعد remote sensing، ننقل من خلالها نقطة أحسن إقرار إلى الحمل عن طريق جلب نقاط توصيل الحمل إلى داخل انشوطة التغذية العكسية وهذا تراه في

الشكل C 1.

مقرات الفولتية الخطية نستعملها في التطبيقات التي تتطلب إقرار صارم مع ضوضاء وتعرجات خارجة قليلة جداً. وهذه المقرات عموما ثقيلة الوزن وكبيرة وتبدد حرارة.