Цепи смещения простейших усилителей

Схема смещения с делителем напряжения в цепи базы.

Эта схема смещения приведена на рис.2.4.

рис.2.4. схема смещения с делителем напряжения в цепи базы

Обязательным условием, обеспечивающим приемлемую стабильность рабочего тока является наличие в цепи эмиттера резистора R_э. Ниже показывается, что включение резистора R_э, создает отрицательную обратную связь, стабилизирующую эмиттерный, а, следовательно, и коллекторный ток усилительного каскада. Эффект стабилизации режимного тока I_к0 можно пояснить из рассмотрения входной ВАХ транзистора (рис.2.5.)

рис.2.5. входной ВАХ транзистора

Из рисунка видно, что крутизна (наклон) ВАХ уменьшается S= , а, ледовательно, уменьшается усиление напряжения по постоянному току. Если привести все дестабилизирующие факторы в виде напряжения по входу (U_б⁰), то это напряжение будет усиливаться на выходе в раз. При отсутствии цепи ОС (т.е. R_э=0) напряжение ∆ U_б усиливалось бы в R_к/r_э раз. Таким образом, стабилизация режимного тока I_к⁰ с помощью R_эприводит к нежелательному ослаблению полезного эффекта каскада – уменьшению его коэффициента усиления Ku.

Расчет каскада по постоянному току.

Определяется напряжение U_б⁰=E_п (2.4)
Находится ток I_э⁰≈ I_к⁰=U_э⁰/R_э= (2.5)

(Отметим, что напряжение на эмиттерном переходе определяется через напряжение на базе, а не наоборот)

Определяется напряжение покоя U_к⁰. Ток делителя в базовой цепи выбирается из условия I_д⁰≥ (5÷ 10)I_б⁰
Определяется ток I_б⁰=I_к⁰/B (2.6)

На основании теоремы Тевенина (теорема об эквивалентном генераторе) напряжение в цепи базы (рис.2.6.) можно представить в виде источника напряжения с внутренним сопротивлением R_б=R₁║ R₂.

Рис.2.6. цепь базы

Тогда выбор номинала резистора R_э осуществляется с помощью условия стабильности режимного тока R_э»R_б/В.

На практике напряжение U_э⁰ выбирают равным 0, 1·Е_п⁺, а R_э≈ R_к/5. Следует помнить, что напряжение U_кэ⁰> 0, иначе транзистор войдет в режим насыщения.

Эмиттерное смещение.

рис.2.7. схема с эмиттерным смещением

На рис.2.7. показана схема с эмиттерным смещением, осуществленным с помощью второго источника питания (для npn-транзисторов второй источник имеет отрицательную полярность) и сопротивления R_э. Если сопротивление R_г мало, то напряжение U_б⁰=0. Согласно рис.2.7. напряжение на эмиттере ниже напряжения базы на величину U*, поэтому ток эмиттера равен

Iэ⁰≈ . (2.7)

Поскольку B не входит в формулу, рабочая точка фиксирована. Однако если R_б велико, то влияние B учитывается

Iэ⁰= . (2.8)

Ток I_к⁰, напряжение U_к⁰ определяется известным соотношением

U_к⁰=E_п⁺-I_к⁰_·R_к. (2.9)

Эффект стабилизации тока такой же как в схеме смещения с делителем напряжения с резистором.

Ее основное преимущество – это возможность подключения источника непосредственно (без разделительного конденсатора C1) к базе транзистора T1 (рис.2.7.).

Цепи смещения для транзисторов pnp-типов.

Цепи смещения для транзисторов pnp-типа осуществляются либо с помощью отрицательного источника питания, либо с помощью положительного, но в последнем случае шина E_п+ служит как бы земляной шиной (рис.2.8.).

рис.2.8. цепь смещения для транзисторов pnp-типа

Цепи смещения с помощью коллекторной обратной связи.

На рис.2.9. показана цепь смещения с коллекторной обратной связью (называемая также цепью с автоматическим смещением).

рис.2.9. цепь смещения с коллекторной обратной связью

Резистор R_ос в цепи базы по сравнению с цепью смещения на рис.2.7. подключен вторым концом к шине питания через коллекторный резистор R_к.

Принцип действия. Предположим, что температура окружающей среды увеличилась, вызывая увеличение В. Коллекторный ток I_кувеличивается, падение напряжения между коллектором и эмиттером U_кэуменьшится (за счет увеличения падения напряжения на резисторе R_к). Это означает, что падение напряжения на резисторе R_ос уменьшится и это вызывает уменьшение базового тока I_б и, соответственно, уменьшение коллекторного тока. Таким образом, обеспечивается стабилизация коллекторного тока.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒