Материал: ACT_LabsW_2
Задание тока базы с помощью делителя напряжения.
Схема задания тока базы транзистора с помощью делителя напряжения в каскаде с общим эмиттером представлена на рисунке 2.
+Ek
R1 Rк
VT1
R2 Rэ
Рисунок 2 – Схема транзисторного каскада с общим эмиттером с зданием тока базы с помощью делителя напряжения
Расчет каскада в усилительном режиме.
Ток коллектора в усилительном режиме описывается уравнением нагрузочной прямой:
I |
|
EK |
UКЭ UЭ |
, |
K |
|
|||
|
RK |
|||
|
|
|
||
где UЭ |
IЭ RЭ , IЭ – ток эмиттера. |
|||
Ток базы определяется из выражения:
IБ IK .
Ток коллектора связан с током эмиттера следующим выражением:
IK IЭ IБ .
Напряжение на базе транзистора равно:
UБ IЭ RЭ UБЭ0 .
Далее рассчитываются сопротивления R1 и R2 делителя
напряжения.
Рабочая точка определяется пересечением нагрузочной прямой и выходной характеристики транзистора. При известных значениях сопротивлений R1 и R2 ток базы транзистора равен:
I |
|
|
UБ |
|
|
UБЭ0 |
, |
|
|||||
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
RЭКВ |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где U Б - напряжение на базе транзистора. Если RЭ R2 , |
|||||||||||||
то: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UБ |
|
EK |
|
|
R2 |
|
|
|
|
, |
|||
|
|
R |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
||
R |
|
|
|
R1 |
R2 |
. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
ЭКВ |
|
|
R1 |
R2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Ток эмиттера определяется по падению напряжения на со- |
|||||||||||||
противлении |
|
RЭ |
в цепи эмиттера и вычисляется как разность |
||||||||||
потенциалов U Б |
и UБЭ0 : |
||||||||||||
I |
|
UБ |
|
|
UБЭ0 |
. |
|||||||
Э |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
RЭ |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Значение напряжения коллектор-эмиттер UКЭ вычисляется |
|||||||||||||
по закону Кирхгофа: |
|
|
|||||||||||
UКЭ |
|
EK |
IK RK IЭ RЭ . |
||||||||||
Коэффициент нестабильности тока коллектора ( S ) из-за влияния тепловых токов в схеме при условии, что UЭ UБЭ0 определяется как:
S |
dIK |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
RБ |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
dIКБ0 |
|
|
1 |
|
RЭ /( RЭ RБ ) |
|
RЭ |
|||
где R |
|
|
R1 |
R2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Б |
R2 |
R1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Как следует из этого выражения, при данном способе задания тока базы коэффициент нестабильности определяется элементами схемы и практически не зависит от характеристик транзистора, что улучшает стабильность рабочей точки.
Задание тока базы с помощью дополнительного источника в цепи эмиттера.
Схема задания тока базы с помощью дополнительного источника в цепи эмиттера в каскаде с общим эмиттером представлена на рисунке 3.
+Ek
|
|
|
|
|
|
|
|
Rк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
RБ |
VT1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Rэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- |
|
|
|
|
Eэ |
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3 – Схема транзисторного каскада с общим эмиттером с зданием тока базы с помощью дополнительного источника в цепи эмиттера
Ток коллектора в усилительном режиме описывается уравнением нагрузочной прямой:
I |
|
EK EЭ IЭ RЭ |
. |
K |
|
||
|
RK |
||
|
|
||
Напряжение на базе транзистора U Б определяется из следующего выражения:
UБ IЭ RЭ EЭ UБЭ0 .
Это же напряжение равно падению напряжения на резисторе RБ :
UБ IБ RБ .
Ток эмиттера вычисляется по падению напряжения на сопротивлении RЭ :
I |
Э |
UЭ EЭ |
UБ UБЭ0 EЭ . |
||
|
R Э |
|
RЭ |
|
|
|
|
|
|||
Напряжение U Б имеет отрицательное значение.
Ток коллектора связан с током эмиттера следующим выражением:
IK IЭ IБ IЭ .
Значение напряжения коллектор-эмиттер вычисляется из закона Кирхгоффа для напряжений:
UКЭ EK EЭ IK RK IЭ RЭ .
Коэффициент нестабильности тока коллектора ( S ) определяется как:
S |
dIK |
|
|
1 |
. |
dIKБ0 1 |
RЭ /( RЭ RБ ) |
||||
Рассматриваемая схема характеризуется таким же коэффициентом нестабильности, как и предыдущая.
Задание тока базы с помощью резистора в цепи базаколлектор.
Схема задания тока базы с помощью резистора в цепи базаколлектор в каскаде с общим эмиттером представлена на рисунке 4.
+Ek
Rк
RБ
VT1
Rэ
Рисунок 4 – Схема транзисторного каскада с общим эмиттером с зданием тока базы с помощью резистора в цепи базаколлектор
Ток коллектора в усилительном режиме описывается уравнением:
I |
|
EK UКЭ |
. |
K |
|
||
|
RK |
||
|
|
||
Рабочая точка определяется точкой пересечения нагрузочной прямой и выходной характеристики транзистора. Ток базы определяется из выражения:
IUКЭ UБЭ0
БRБ