Режимы работы усилительного каскада и температурная стабилизация.

Транзисторы установленные в электронной аппаратуре, во время работы подвергаются нагреванию как за счет собственного тепла, выделяющегося при протекании по ним тока, так и за счет внешних источников тепла, например, расположенных рядом нагревающихся деталей. Как уже указывалось выше, изменение температуры оказывает значительное влияние на работу полупроводниковых приборов. В этом отношении не составляют исключения и транзисторы. В качестве иллюстрации этого приведем пример изменения под действием температуры входных и выходных статических характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (рис. 3.42). Расчеты показывают, что при таком значительном изменении характеристик, а с ними и параметров, работа усилительного каскада в условиях меняющейся температуры может стать совершенно неудовлетворительной. Для устранения этого недостатка в схемы усилителей вводится температурная стабилизация. В первую очередь это касается стабилизации положения начальной рабочей точки. Наибольшее распространение для этой цели получили две схемы стабилизации: эмиттерная стабилизация и коллекторная стабилизация.

Рис. 3.42. Влияние температуры на статические
характеристики транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером

Схема эмиттерной стабилизации

В схеме усилительного каскада на рис. 3.43 в цепь эмиттера включено сопротивление , шунтированное конденсатором . Для создания смещения здесь используется делитель напряжения . В соответствии с выбранным положением начальной рабочей точки, определяемой напряжением смещения, в коллекторной цепи транзистора протекает начальный коллекторный ток . Этот ток создает на эмиттерном сопротивлении падение напряжения:

.

(3.58)

Полярность этого падения напряжения направлена навстречу падению напряжения на сопротивлении делителя напряжения, создающего напряжение смещения. Поэтому результирующее напряжение, определяющее смещение рабочей точки составляет:

.

(3.59)

Рис. 3.43. Схема эмиттерной стабилизации положения рабочей точки

При повышении температуры транзистора его начальный коллекторный ток возрастает, и следовательно возрастает второе слагаемое в (3.59). Это приводит к снижению величины напряжения на базе и к уменьшению тока базы смещения и к снижению начального коллекторного тока . То есть в данной схеме имеет место передача части энергии усиливаемого сигнала из выходной цепи усилителя во входную, что называется обратной связью.

Если подаваемый с выхода на вход усилителя сигнал обратной связи находится в противофазе с входным, ослабляет его, то такая обратная связь называется отрицательной, а если наоборот, сигнал обратной связи находится в фазе с входным сигналом и усиливает его, то такая обратная часть называется положительной.

В нашем случае сигнал обратной связи вычитается из напряжения , приложенного к входу усилителя, то есть обратная связь здесь отрицательная, а поскольку сигнал обратной связи пропорционален выходному (коллекторному) току, то такая обратная связь называется обратной связью по току. Легко показать, что отрицательная обратная связь уменьшает коэффициент усиления усилителя, но зато стабилизирует его начальную рабочую точку. Для того чтобы усиливаемый полезный сигнал (сигнал переменного тока) не ослаблялся под действием вводимой обратной связи, параллельно сопротивлению обратной связи включается конденсатор . Имея малое сопротивление по переменной составляющей, он пропускает ее через себя, а постоянная составляющая протекает через . Поэтому в сигнале обратной связи нет падения напряжения от переменной составляющей, и следовательно не будет уменьшаться коэффициент усиления.

Схема коллекторной стабилизации

В этой схеме (рис. 3.44, а) стабилизация осуществляется введением отрицательной обратной связи по напряжению. Действительно, при повышении температуры возрастает начальный ток коллектора . Это приводит к увеличению падения напряжения на сопротивлении и к уменьшению напряжения :

,

(3.60)

т. е. отрицательный потенциал коллектора относительно эмиттера будет уменьшаться; а поскольку он через резистор приложен к базе транзистора, то и отрицательный потенциал базы относительно эмиттера будет уменьшаться, т. е. будет снижаться начальный базовый ток (ток смещения), а начальный коллекторный ток вернется к прежнему значению.

Рис. 3.44. Схемы коллекторной стабилизации положения рабочей точки

Здесь, так же как и в предыдущей схеме под действием сигнала обратной связи стабилизируется начальный коллекторный ток . Чтобы при этом не снижать коэффициент усиления по переменной составляющей и не ослаблять полезный сигнал, в схему вводят конденсатор (рис. 3.44, б). В этом случае резистор заменяют двумя резисторами и . Переменная, составляющая коллекторного напряжения, замыкается через конденсатор и практически не оказывает влияние на напряжение транзистора, а следовательно и на коэффициент усиления полезного сигнала.

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Административно – правовые режимы.
2. Блокировочные схемы, обеспечивающие наладочные режимы.
3. Вопрос 12. Формы правления и государственные режимы в зарубежных странах.
4. Вопрос 74. Таможенные режимы
5. Вопрос № 6. Сборы пошлины и платы. Специальные налоговые режимы.
6. Гидравлические режимы водяных тепловых сетей
7. Какие режимы работы электрических цепей Вы знаете?
8. Конвертируемость валют: условия и режимы конвертируемости.
9. Непосредственная связь между каскадами. Усилители постоянного тока.
10. общие сведения о выходных каскадах
11. Перевод системы в различные режимы работы.
12. Правовые режимы для иностранных граждан в Российской Федерации и Монголии.