Материал: 832

65

Фазочастотная характеристика каскада

Характерные искажения прямоугольного импульса длительностью tи при его усилении каскадом с ОЭ показаны на рис. 4.9.

Uвх

t

Рис. 4.9 Искажения импульсного сигнала каскадом с ОЭ

Время нарастания фронта импульса определяется соотношением

а относительный спад вершины импульса

Существенным недостатком биполярных транзисторов является зависимость их параметров от температуры. При повышении температуры происходит смещение точки покоя A вверх по нагрузочной прямой постоянного тока (см. рис. 4.3). В последующих разделах изложены пути температурной стабилизации режима работы транзистора, для чего используется ООС по постоянному току. Затем рассмотрены особенности расчета координат рабочей точки каскада с ОЭ при его работе в режиме большого сигнала и приведен пример расчета такого усилительного каскада. Далее анализируются примеры построения усилительных каскадов по схемам с ОБ и ОК, комбинированные каскады и усилители с корректирующими цепями.

66

Раздельный анализ для области средних, нижних и верхних частот с привлечением соответствующих эквивалентных схем применяется при изучении всех последующих усилительных каскадов.

Широко используются в дальнейшем и такие понятия, как рабочая точка в режиме покоя, сопротивление выходной цепи каскада постоянному и переменному току, нагрузочные прямые постоянного и переменного тока.

Верхняя граничная частота усилительного каскада независимо от схемы включения транзистора зависит от частотных свойств транзистора и емкости нагрузки.

67

5 ТЕМПЕРАТУРНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

5.1Цепи смещения с фиксированным током базы

ификсированным током эмиттера

Цепи, задающие режим работы транзистора по постоянному току, более коротко называют цепями смещения. В усилительном режиме эмиттерный переход биполярного транзистора необходимо сместить в прямом, а коллекторный переход – в обратном направлении. В рассмотренной нами схеме усилительного каскада с ОЭ рабочую точку задает цепь смещения с фиксированным током базы. Действительно (см. рис. 4.1):

IБ E UЭБ const.

RБ

При питании от двух источников, как это сделано для каскада по схеме с общей базой, показанного на рис. 5.1, фиксируется эмиттерный ток

Рис. 5.1 Каскад с ОБ при питании от двух источников постоянного напряжения

Он почти полностью повторяется в коллекторной цепи (I0 IЭ) и задает напряжение на коллекторном переходе

UКБ E I0RК U0.

68

Как будет показано несколько позднее, схема с фиксированным током эмиттера отличается хорошей температурной стабильностью режима работы, в то время как в схеме с фиксированным током базы рабочая точка смещается вверх по нагрузочной прямой постоянного тока с ростом температуры и возможен выход ее за пределы линейного участка в область насыщения. Поэтому при проектировании усилительных каскадов на биполярных транзисторах необходимо оценивать температурную нестабильность тока в рабочей точке и принимать меры, обеспечивающие необходимую стабильность ее координат.

Увеличение температуры приводит к смещению входных характеристик транзистора влево на величину UТ 2 Т мВ, а выходных характеристик – вверх на величину (рис. 5.2)IТ IК0 IЭ, где Т – диапазон изменения температуры в градусах.

UКБ соnst

IТ

UТ

IЭ const

Рис. 5.2 Температурное смещение характеристик транзистора

Температурное изменение обратного тока коллектора IК0 для кремниевого транзистора можно не учитывать ввиду его малости. Для германиевых транзисторов обратный ток коллекторного перехода удваивается при нагревании на каждые 10 ºС.

Температурное изменение коэффициента передачи тока

изменяется за счет температурного смещения входных и выходных характеристик, т.е. IК f IТ, UТ . Приращение коллек-