Файл: Сиволобов Н.А. Основы полупроводниковой электроники учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.07.2024

Просмотров: 180

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
CZf.so-
£ CfKH- JK0

Кроме того, рабочая точка должна удовлетворять условиям UK<UK3 ^максимальные допустимые мощность и напряжение на кол- ^ІпекЧ^орѴ транзистора по справочным данным).

0бязателі.но надо учитывать изменение температуры. Измене­ ние температуры вызывает изменение постоянных составляющих токов и изменение усиления. Чрезмерное повышение температуры транзистора приводит к выводу его из строя. Основными причинами изменения тока покоя каскада при изменении температуры и замене транзистора являются : изменение (начальный ток коллектора - ток коллектора при отсутствии тока эмиттера), из­ менение необходимого для получения заданного тока покоя напря­ жения смещения базы - эмиттер

Возрастание начального тока коллектора при нагреве тран­ зистора приводит к изменению его выходных характеристик. JKM сильно зависит от температуры. У германиевых транзисторов CfKH увеличивается примерно вдвое па каждые І0°С, а у кремниевых - втрое на І0°С, хотя абсолютное значение у кремниевых транзисторов гналеггчнеге типа и при той же температуре примерно в 1000 раз меньше,чем у германиевых. Максимально допустимая температура кол­ лекторного перехода у разлігчных типов германиевых транзисторов колеблется от +50 до іІ00°С, а у кремниевых - от +125 ДО<-І50°С.

Напряжение смещения база - эмиттер LLg^3g

, необходимое

для получения выбранного тока покоя, зависит от температуры

транзистора,

так как его статическая

входная характеристика из­

меняет свое положение при изменении

температуры. Для кремниевых

и германиевых

транзисторов как малой, так и большой мощности

входная характеристика сдвигается влево на 2f2,5

мВ при повыше­

нии температуры на І°С.

 

 

Следует подчеркнуть, что изменение параметров и характе­ ристик транзисторов в большей степени происходит в схеме с об­ щим эмиттером, а в схеме с общей базой параметры более стабильны с изменением температуры.



- 60

-

 

 

Питание цепей транзисторов в

усилительном

каскаде

и эмиттерная отабшшиип

релина

 

Обычно питание всех цепей транзисторного усилителя осуще­

ствляют от одного общего источника

постоянного тока, к которому

подключают питаемые цепи

всех транзисторов. Чтобы

устранить

паразитные межкаскадные связи через источник питания, применяют развязывающие фильтры, как и в ламповых усилителях.

На базу транзистора относительно эмиттера для установления необходимого режима работы подают отрицательное смещение (0,05 - ЗВ) в зависимости от типа транзистора и режима его работы ; смеще­ ние получают от общего источника питания, используя гасящее со­ противление или делитель напряжения - фиксированное смещение

(рис.29).

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис.29,а фиксированное

смещение

осуществляется

через

гасящее сопротивление R

, ,

во

много раз

большее входного со­

противления транзистора.

Ток

смещения

j7f0

, текущий

через

R,

, практически определяется

велнчішой

R,

и напряжением

источника питания Ек и не меняется при изменении температуры

транзистора,

его

старении и замене. Этот способ называется

смещение фиксированным

током базы. Значение

R,

определяется

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

где qC

статический

коэффициент усиления ;

 

 

Ёк

- напряжение

источника

питания ;

 

 

Окои %0~

т

о к и

покоя

коллектора

и эмиттера ;

 

 

U-$-ï0

~ напряжение

смещения базы -

эмиттер

при

токе покоя ;

 

начальный (остаточный) ток

коллектора.

 


-61 —

Р и с.29, Простейшие

способы подачи смещения:

а - фиксированным током базы;б

-

фиксированным напряжением б а з а

-

г)миттер;в -

п о с л е д о в а т е л ь н а я по-<

д а ч а смешения

 

 

- 62 -

 

 

 

 

Для приборов, работающих в широком диапазоне

температур,сме­

щение фиксированным

током базы

непригодно, из-за

сильного изме­

нения параметров транзистора

с температурой и большого разбро­

са их статического коэффициента усиления тока. Замена транзи­

стора или большое изменение

температуры шгут

изменить ток покоя

коллектора в десять

и более раз, что может вывести

транзистор

из строя

или сделать

каскад

неработоспособным.

 

 

На рис.29,б фиксированное смещение подается через делитель

(Li R-K

о т °бщего

источника питания Р.к. Напряжение смещения

остается

практически

неизменным

при старении,

замене транзисто­

ра и изменении температуры,

если

сопротивление

делителя меньше

сопротивления постоянному току участка база - общий провод. Такой способ подачи смещения называют смещение фиксированнымнапря­

жением база -

эмиттер.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопротивления

Rf и

 

Ra

рассчитывают

по формулам:

 

 

< ~

7

ч- 1

J

S о

2

'

 

7

;

 

 

 

 

J$en

 

 

 

 

 

Jgen

 

 

где

Cfg0

- т

о к покоя

базы ;

Cf^- т

о к

делителя $ $

е п -

^ , 5 - 2 ) ^ ^

 

в зависимости

от мощности

и режима

работы

каскада.

 

Этот

способ неэкономичен,

так как расходуется

дополнитель­

ная

энергия в делителе

ft(

Л^. ,

однако

находит применение в

усилителях

класса "В", где среднее

значение выходного тока ра­

стет с увеличением амплитуды сигнала и подачу смещения фикси­ рованным током базы применять нельзя. Смещение фиксированным напряжением мало критично к замене транзисторов и изменению тем­ пературы в диапазоне не больше 20-30°С. Можно подавать смещение на транзистор как параллельно источнику сигнала (см.рис.29,а), так и последовательно с ним (рис.29,в).


- 63 -

Параллельная подача смещения возможна лишь при источнике сигнала, не проводящем постоянный ток ; последовательная - при

источнике

сигнала,

хорошо проводящем постоянный

ток

и не соеди­

ненным с

общим проводом. Цепь смещения

блокируется

конденсатором

eg большой

емкости-, сопротивление которого на

низшей

рабочей

частоте

 

должно быть много меньше

сопротивления

входной

цепи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С,

 

 

 

 

 

 

где

- входное сопротивление каскада ;

 

 

 

^испГ

сопротивление

источника сигнала или

выходное

 

 

сопротивление

предыдущего

каскада.

 

 

 

Конденсатор

,.показанный на всех

схемах рис.29,

служит

для передачи на вход транзистора усиливаемого переменного сигнала. Смещения фиксированным током и фиксированным напряжением

мало критичны к замене транзисторов и дают удовлетворительные результаты для каскадов, работающих в небольшом диапазоне тем­ ператур (не более 20 т 30°С). При больших изменениях температуры для обеспечения необходимого постоянства положения точки покоя применяют различные способы стабилизации режима выбором смещения (отрицательная обратная связь по постоянному току), 'автоматиче­ ски изменяющегося при изменении температуры или замене транзи­ стора* Наиболее распространены схемы стабилизации режима: коллек­

торная, эмиттерная и комбинированная.

 

 

 

 

 

 

 

В схеме коллекторной стабилизации режима (рис.30) обратная

связь

 

снимается с

сопротивления RK (или R}

 

сопротивле­

нию

Rt

(рис.30,а)

приложена разность напряжения

источника

пита­

 

 

) . К

RK

 

 

ния Вк и падения

напряжения на сопротивление

нагрузки

,

так

ісак напряжение И^ і Э 0 имеющееся между базой и

змиттером^ничтожно

по