Материал: Tverdotila_elektronika
Uвх |
Umвх |
|
Uвх |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
t |
0 |
|
t |
UЕБ |
|
UБE |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
UEБ0 |
0 |
UБЕt0 |
|
|
|
|
|||
0 |
|
t |
IБ |
|
|
IE |
ImE |
|
|
||
|
|
|
|||
|
0 |
IБ |
t |
||
|
|
|
|
||
|
|
IE |
IK |
0 |
|
0 |
|
|
|
||
|
0 |
|
|
|
|
IK |
|
t |
0 |
|
t |
|
|
|
IK |
||
0 |
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ImK |
IK0 |
|
0 |
|
|
UKЕ |
|
|
||
UKБ |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
t |
|
0 |
|
UKБt |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
UKЕ0 |
||
|
|
0 |
|
|
|
|
UmК |
|
|
-EK |
|
|
-EK |
|
|
|
|
Uвих |
|
|
Uвих |
|
|
0 |
Umвих |
t |
0 |
|
t |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.44 – Часові |
Рисунок 3.46 – Часові |
|
||
діаграми напруг і струмів |
діаграми напруг і струмів |
||||
транзисторного каскаду зі |
транзисторного каскаду зі |
||||
|
спільною базою |
|
|
спільним емітером |
|
3.3.2 Способи забезпечення режиму спокою транзисторного каскаду
Режим спокою у вхідному колі транзисторного каскаду може забезпечуватися не обов’язково за допомогою окремого джерела живлення ÅÅ або ÅÁ . Частіше у каскадах
застосовують лише одне джерело живлення – у колекторному колі. У таких каскадах замість вхідного джерела ЕРС
129
використовують спеціальні ланцюжки автоматичного зміщення – пасивні ланцюжки, на яких струм, який протікає від джерела колекторної напруги EK , створює спад напруг,
що забезпечують потрібне положення робочих точок на характеристиках транзистора в режимі спокою.
Основною вимогою до каскадів з автоматичним зміщенням є забезпечення сталості обраного режиму спокою при зміні температури або зміні транзистора. Розглянемо деякі приклади.
Схема з фіксованим струмом бази
Схему зображено на рисунку 3.47.
Рисунок 3.47 – Транзисторний каскад з фіксованим струмом бази
Зміщення ЕП у транзисторі цього каскаду здійснюється за рахунок струму бази спокою IÁ0 , який протікає від
джерела EK через резистор R1 . |
При цьому напруга на ЕП |
||||||
UÁE |
визначається вхідним опором БТ. Опір резистора R1 |
||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
дорівнює |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
EK UÁÅ |
|
E |
K |
|
|
|
0 |
|
, |
(3.57) |
|||
|
|
|
|
||||
|
1 |
IÁ |
|
IÁ |
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
0 |
|
|
0 |
|
|
тобто можна вважати, що
130
IÁ |
|
EK |
. |
(3.58) |
|
||||
0 |
R1 |
|
||
|
|
|
||
Каскад рис. 3.47 називається каскадом з фіксованим струмом бази завдяки формулі (3.58), тобто струм бази IÁ0
не залежить від параметрів транзистора.
Недоліком каскаду рисунка 3.47 є те, що в ньому важко встановити обраний режим спокою при застосуванні транзистора з великим розкидом параметра h21E без зміни опору
R1 . Наприклад, у транзистора ГТ311Ж промисловий розкид параметрів h21E становить від 50 до 200. Оскільки струм IÁ0 не залежить від властивостей БТ, то при заміні транзис-
тора струм колектора IK h21E IÁ (1 h21E )IÊÁ0 може змінюватися в 4 рази, і початкова робоча точка може вийти з області активного режиму на характеристиках, що для підсилювача небажано. Іншим суттєвим недоліком каскаду є те, що в його схемі не враховується температурний дрейф характеристик і параметрів БТ, завдяки якому струм IÊÁ0
при збільшенні температури зростає.
Схема з фіксованим потенціалом бази
Схему показано на рисунку 3.48. Потрібний режим спокою транзистора забезпечується фіксованою напругою на базі, що утворюється за допомогою розподільника
напруги на резисторах R1 та R2 . |
|
|
||
Опір R2 |
дорівнює |
|
|
|
|
R |
UÁÅ |
|
|
|
0 |
, |
(3.59) |
|
|
|
|||
|
2 |
In |
|
|
|
|
|
|
|
де In - |
струм розподільника напруги. |
Звичайно |
||
In (3 5)IÁ . |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
131
Рисунок 3.48 – Транзисторний каскад з фіксованим потенціалом бази
Опір R1 можна розрахувати за формулою |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
R |
|
|
EK |
|
|
|
UÁÅ0 |
|
. |
|
(3.60) |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
|
|
In IÁ |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
При In |
>> IÁ |
можна вважати, що напруга |
|
||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U ÁÅ In R2 |
|
|
|
EK |
R2 |
(3.61) |
|||||
|
|
|
|
R1 R2 |
|||||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
не залежить від властивостей транзистора. Тому схема рисунка 3.48 називається схемою з фіксованим потенціалом бази. Суттєвий недолік цієї схеми – температурний дрейф колекторного струму – вимагає застосування спеціальних заходів температурної стабілізації.
Схема з температурною стабілізацією в емітерному колі
Схему показано на рисунку 3.49. У ній з метою стабілізації емітерного (колекторного) струму при зміні температури використовується резистор негативного
132
зворотного зв’язку за струмом R3 . Для схеми рисунку 3.49 справедлива рівність
|
|
UÁÅ0 |
|
|
UR2 |
|
IE0 R3 . |
|
(3.62) |
|
|
|
|
|
|||||
Оскільки температурні зміни опорів R1 та R2 незначні, |
|||||||||
то падіння |
напруги на опорі R2 при |
зміні температури |
|||||||
практично |
не змінюється. Збільшення |
струму IE |
при |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
збільшенні температури приводить за формулою (3.62) до зменшення напруги на ЕП UÁE0 . Це, у свою чергу,
приводить до зменшення струмів бази IÁ0 та колектора IK0 . Таким чином, автоматично стабілізується також струм емітера IE0 .
Рисунок 3.49 – Транзисторний каскад з температурною стабілізацією
Величина падіння напруги на резисторі зворотного зв’язку R3 вибирається в межах UR 3 (0,1 0, 25)EK .
Формули для розрахунку опорів R1 , R2 і R3 мають вигляд:
133