Стабилизация режима работы транзисторов по постоянному току

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

Транзисторный каскад сохраняет работоспособность лишь в том случае, если ток покоя выходной цепи не выходит за определенные пределы при изменении температуры, старении, замене транзистора, изменении напряжения питания. Обычно допускаются отклонения тока покоя транзистора от заданного значения: не более ±20% для каскадов предварительного усиления, ±10% для мощных оконечных каскадов.

Для стабилизации режима работы транзисторов по постоянному току используются специальные схемы стабилизации.

Коллекторная стабилизация

В данной схеме существует параллельная ООС по напряжению. Напряжение ООС снимается с коллектора транзистора (рис.5).

Рис. 5

В состоянии покоя напряжение на резисторе :

          .        (4)

Отсюда

                                .                     (5)

Из (5) видно, что если, например, ток коллектора стремится увеличиться (допустим, из-за увеличения температуры), то падение напряжения на  увеличится, в результате чего уменьшится напряжение на  и увеличится ток базы , что препятствует возрастанию тока .

Схема коллекторной стабилизации проста и экономична, но имеет некоторые недостатки. Согласно (5) эффект коллекторной стабилизации тем выше, чем больше сопротивление . Поэтому каскад хорошо работает лишь при условии

и поэтому при увеличении сопротивления  увеличивается требуемое напряжение источника питания. Другой недостаток – наличие нежелательной ООС по переменному току через , которое уменьшает входное сопротивление и усиление каскада. Для устранения этого недостатка используется такая схема:

Рис. 6

т.е.  делят на две приблизительно равные части и между ними и общим проводом включают блокировочный конденсатор большой емкости.

Изобразим схемы коллекторной стабилизации выходного тока при включенном транзисторе с ОБ и ОК.

Рис. 7

                                                     (6)

Рис. 8.

                                                               (7)

Коллекторная стабилизация обеспечивает стабильность рабочего режима при небольших изменениях  (в 1,5-2 раза) и изменениях температуры на 20-30⁰С.

Более высокую стабильность точки покоя дает схема эмиттерной стабилизации.

Эмиттерная стабилизация

Стабилизация осуществляется благодаря последовательной ООС по току, получаемой при включении  в цепь эмиттера (рисунки).

Рис. 9

Рис. 10

Напряжение смещения:

                                                                (8)

Ток делителя выбирают во много раз больше тока , при этом напряжение  практически не зависит от . Рассмотрим, как работает стабилизация.

Положим, что  стремится возрасти (например, из-за увеличения температуры). Это приведет к увеличению напряжения на  и, следовательно, к уменьшению . Транзистор частично закроется,  уменьшится и, следовательно, уменьшится ток .

Для устранения ООС по переменному току, снижающей коэффициент усиления,  шунтируют конденсатором большой емкости, практически закорачивающей для частот сигнала (сопротивление конденсатора мало).

Из выражения (8) видно, что стабилизация схемы усиливается с ростом , но с ростом  увеличивается требуемая мощность. Обычно берут

в каскадах мощного усиления,

в каскадах предварительного усиления.

                                         .                                            

Сопротивление резистора  рассчитывается по формуле (обычно ):

                                        ,                       (9)

где                                                                                      

в каскадах мощного усиления,

в каскадах предварительного усиления.

           ,            (10)

                  ,                               (11)

где  - минимальная температура окружающей среды.

Эмиттерная стабилизация позволяет обеспечить стабильность тока покоя при изменении параметра  в (5÷10) раз и при изменении температуры на (70÷100)⁰С.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология