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
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 |
-г 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 |