Схемы с температурной стабилизацией

 

Наиболее часто используемая на практике схема обеспечения режима каскада ОЭ (типичная схема) приведена на рис.1.3. В данном случае , где - параллельное соединение резисторов.

Пусть =0. Принцип стабилизации заключается в том, что делитель задает потенциал базы . Ток эмиттера, протекая через резистор , создает напряжение на эмиттере транзистора. Разность напряжений и задает напряжение и, следовательно, транзистора.

С увеличением температуры растет , растет и . Увеличивается при неизменном . уменьшается, уменьшается , уменьшается мощность, рассеиваемая коллектором транзистора, уменьшается температура и, наконец, уменьшается . То есть происходит стабилизация рабочей точки.

Можно физический процесс стабилизации трактовать с точки зрения отрицательной обратной связи. Вызванное любыми причинами увеличение тока эмиттера создает на падение напряжения , которое обратной полярностью (плюс на n-базу, а минус – на p-эмиттер) прикладывается к базе через и эмиттеру транзистора. Транзистор призакрывается, а изменения уничтожаются. В этих условиях ток не может сильно меняться за счет отрицательной обратной связи по постоянному току.

Чем меньше сопротивление делителя , тем лучше стабилизация, однако, очень низкоомный делитель вызывает большой расход мощности от источника питания и шунтирует входное сопротивление каскада. Поэтому обычно делают или больше. Выбор величины ограничен падением напряжения .

Температурная компенсация режима предусматривает применение в схеме нелинейных элементов, параметры которых определенным образом зависят от температуры. Требуемая стабильность работы достигается без больших потерь энергии в цепях стабилизации. В качестве элементов термокомпенсации могут быть использованы терморезисторы, полупроводниковые диоды, транзисторы.

При использовании терморезистора он включается вместо обычного сопротивления в делитель базы, его сопротивление при нормальной температуре таково, что через коллектор протекает требуемый ток покоя. С повышением температуры сопротивление терморезистора уменьшается, уменьшается напряжение между базой и эмиттером, вследствие чего ток покоя коллектора остается постоянным. С помощью термокомпенсации можно не только обеспечить неизменность тока , но даже добиться уменьшения его при повышении температуры ( ). Для идеальной компенсации необходимо знать реальную зависимость от температуры при и под нее подобрать зависимость сопротивления терморезистора от температуры. Это можно получить комбинацией линейных резисторов с терморезистором.

Терморезисторы обладают неодинаковой с транзистором температурной инерционностью и температурной зависимостью сопротивления. Лучшие результаты можно получить, применяя в качестве термочувствительного элемента полупроводниковый диод или эмиттерный переход транзистора. В такой схеме диод предназначен для компенсации температурного сдвига входной характеристики транзистора, так как с ростом температуры падение напряжения на диоде в прямом направлении уменьшается, а, следовательно, уменьшается напряжение смещения во входной цепи. Для компенсации обратного тока коллектора можно применять диод, включаемый в обратной полярности параллельно резистору . Обратный ток диода компенсирует обратный ток коллектора транзистора.

 

 

Вопросы и задания для самопроверки к главе I

 

1. Почему задают рабочую точку транзистора?

2. Какие токи и напряжения определяют режим транзистора?

3. Перечислите ограничения, накладываемые на определение рабочей области транзистора.

4. Обрисуйте общий подход к решению задачи по обеспечению единственности рабочей точки транзистора.

5. Нарисуйте обобщенную схему обеспечения рабочей точки транзистора.

6. Напишите уравнения Кирхгофа для контуров.

7. Какими элементами схемы задается ток коллектора транзистора?

8. Как вы понимаете понятие коэффициента токораспределения базы?

9. Вспомните температурную зависимость параметров транзистора с разными схемами включения.

10. К чему приводит температурная нестабильность параметров транзистора.

11. Какой смысл заложен в понятие коэффициента температурной нестабильности? От чего он зависит? В каких пределах может изменяться?

12. Почему вводятся ограничения на выбор резисторов в базовой и эмиттерной цепях транзисторов.

13. Пользуясь теорией обратной связи, попытайтесь объяснить работу резистора в цепи эмиттера.

14. Объясните работу резистора в цепи эмиттера и делителя в базовой цепи в качестве элементов температурной стабилизации.

15. Как делитель базовой цепи стабилизирует рабочую точку по режиму?

 

ГЛАВА II

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: