Материал: Попов Э.Г. Основы аналоговой техники. Учеб. пособие для студ. радиотехнических спец

Если сопротивление R1 является термонезависимым, то ток в цепи коллектора транзистора VT2 будет стабильным и не будет зависеть от температуры. Кроме того, выходное сопротивление транзистора VT2 со стороны коллектора имеет большую величину (100 - 300) кОм, следовательно, включение в цепь его коллектора нагрузки (на схеме двухполюсник с буквой Н) не будет оказывать влияния на ток I0. Таким образом, схема (рис. 3.33, а) является генератором термостабильного тока для нагрузок, изменяющихся от нуля до нескольких десятков кОм.

Рис. 3.33

Резисторы R2 и R3, включенные в схеме на рис. 3.32, б, позволяют уменьшить влияние различия в параметрах транзисторов. Кроме того, меняя отношение R2/R3, можно менять величину тока I0. Действительно, для точки соединения баз можно записать

Отсюда, пренебрегая величиной тока базы, получим

111

Схемы на рис.3.32,а и б называют также токовым зеркалом, так как ток I0, протекающий в нагрузке, включаемой в цепь коллектора транзистора VT2, полностью определяется величиной тока I1.

3.4.4. Эмиттерная стабилизация

Схема каскада с эмиттерной стабилизацией (рис. 3.34) получила наибольшее распространение в усилительной технике. Высокая стабильность рабочей точки в данном случае достигается благодаря наличию в схеме последовательной отрицательной обратной связи по постоянному току. Эта ОС создается за счет сопротивления RЭ. Ток эмиттера протекает по RЭ и создает на нем падение напряжения URЭ, которое через резисторы RБ1 и RБ2 подается на базу транзистора. Внутреннее сопротивление источника питания Е0 значительно меньше, чем сопротивление RБ1, и им можно пренебречь. В результате сопротивления RБ1 и RБ2 оказываются включенными параллельно между базой тран-

лировка происходит и при уменьшении температуры. Приращение напряжения ∆URЭ появляется за счет выходного тока и пропорционально его изменению. Во входную цепь ∆URЭ вводится последовательно с переходом база-эмиттер и сопротивлением RБ (может рассматриваться как сопротивление источника сиг-

112

нала). На рис. 3.35, а представлена функциональная схема этой обратной связи. На этой схеме сопротивление RЭ представлено в виде четырехполюсника обратной связи, а RБ – в виде внутреннего сопротивления источника сигнала Е. Представленная на рис. 3.35, а схема позволяет определить название такой обратной связи – последовательная, по току.

Механизм действия ООС легко понять с помощью следующих простейших рассуждений. Рассмотрим контур, состоящий из перехода эмиттер-база и сопротивлений RЭ и RБ2 (см. рис. 3.34).

Уравнение, записанное согласно второму закону Кирхгофа, для этого контура имеет вид

Из (3.80) следует, что при увеличении тока эмиттера I0Э под влиянием изменения температуры напряжение на переходе эмиттер-база U0Б уменьшается, а при снижении I0Э увеличивается и тем самым способствует стабилизации рабочей точки.

Введение ООС уменьшает приращение коллекторного тока в F раз (2.45). Глубина обратной связи F показывает, во сколько раз изменяется сквозной коэффициент усиления при введении в усилитель ОС. Воспользуемся эквивалентной схемой каскада, представленной на рис. 3.35, б и определим глубину обратной связи. Сквозной коэффициент усиления KЕF для этой схемы равен

113

При отсутствии ОС (RЭ = 0) сквозной коэффициент усиления КЕ имеет

вид

Нетрудно видеть, что для увеличения глубины ОС, следовательно, и стабильности рабочей точки необходимо увеличивать сопротивление RЭ и

дрейфу для каскада с эмиттерной стабилизацией (рис. 3.36) может быть использована для непосредственного расчета ∆IК. В [1] приводится следующее выражение для расчета ∆IК в этой схеме:

114

Схема (см. рис. 3.34) обладает одним существенным недостатком: обратная связь, возникающая за счет сопротивления Rэ, действует не только по постоянной составляющей, но и по переменной. Отрицательная ОС по сигналу в F раз уменьшает коэффициент усиления. Для устранения этого эффекта сопротивление RЭ шунтируют конденсатором довольно большой емкости Сэ (показан пунктиром на рис. 3.34). Емкость этого конденсатора выбирается таким образом, чтобы его сопротивление на самой низкой частоте усиливаемого сигнала было значительно меньше сопротивления участка цепи между эмиттером и землей. В этом случае можно считать, что эмиттер связан с землей по переменной составляющей короткозамкнутой цепью, на которой нет падения переменного напряжения, и ООС по сигналу не действует.

3.4.5. Коллекторная стабилизация

Схема транзисторного каскада с коллекторной стабилизацией представлена на рис. 3.37. Схема очень простая и отличается от схемы с фиксированным током базы (см. рис. 3.29, а) точкой подключения резистора RБ. Благодаря такому включению сопротивления RБ в схеме появляется отрицательная обратная связь по напряжению, параллельная по входу, стабилизирующая рабочую точку.

Действительно, коллекторное напряжение U0К передается во входную цепь через делитель, состоящий из рези-

115