Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

Т а к

как

D t

я в л я ется ф ун кц и ей от tgcpi, то м о ж е т б ы ть

устан овлен а

зави си м о сть

м еж д у

и t g ерь

а т а к ж е

величинам и

% с и sTX д л я

к а с к а д а ,

в к о т о р о м

с о п р о т и в ­

ление

эм иттер — кол л екто р

т р а н зи с т о р а

и с п о л ь з у е т с я

в качестве тер м о р ези сто р а.

То,

что т а к а я

зави си м о сть

и м еет

м есто ,

в и д н о из

рис. 5-4.

И з приведенны й соотнош ений

M l

М уQOQ

вх-020 °С

1 о ^ ^

^

(5-65)

^0X01

С огласно

(5-18) и

(5-60)

Ж 03оС=

(

-

^

—

l Q 'A ne4' - D t ) ( D t — I ) - 1

(5-66)

“

\

“ вх020 вС

/

И з

(5-30)

R*0 =

|2 Т|.1 0 - Д' te ъ

(5-67)

(10' ►,06Д_^ |

1 + 'вх020 °С

Таким

обоазом,

•

А

1

я 20

1*г|

, JQ—Л/tg

ф|

^вх020 °С

(5-68)

21 °С

2вх020 °С

(I01’•a5A- i )

( i +

r

|2г|

- Л

\

\

^вхога

°с /

На

основе

(5-66)

и

(5-68) п осле

преобразований

1

ДГ —- « ° 1 -

t g ? , =

lg

^вх020 "С

(5-69)

h - t

NDt

гд е

N

=

(Ю 0,05д —

1)

( 1 - f

j -

]ZA

V

(5-70)

\

Zвх020 °С

/I *

P = r

J £ s L - Ю

, - 1 ) .

(5-71)

Лвх020 DC

В ели ч и н а D t

сущ ественно

за в и с и т

о т

о б р а т н о г о

т о к а

к о л л ек то р а

/ ко.

Д о п у с ти м а я

вел и ч и н а

э то го

т о к а ,

п ри

которой

р еал и зу ем

к а с к а д

с

тр еб у ем о й

т е р м о к о м п е н с а ­

ционной

х ар ак тер и сти к о й при

о д н о звен н о й

к о р р е к т и р у ю ­

щ ей схем е, из

(5-61)

и

(5-69)#

j

^

. Л<2о -с №* ~

1) +

Dtà !Kt

•'кодой'"'

(P _j_ l)[£)t .2(0,K -2) — IJ

*

В е л и ч и н а D t

м о ж е т

б ы ть р а с сч и та н а

п о п ри води м ой

н и ж е

ф о р м у л е

(5 -81)

т р и

вы п о л н ен и и

у сл о в и я

tg(pi<^;

< ;tg c p T, гд е q>r — у го л

н а к л о н а ко м п ен сац и о н н о й

х а р а к ­

те р и с ти к и те р м © р ези сто р а,

(П рим еняем ого в п р о ек ти р у е ­

м ом

к а с к а д е .

Е сл и к о р р е к т и р у ю щ и й

р ези сто р п о д к л ю ч ается

п а р а л ­

tg<pi с о г л а с н о

(5 -6)

со п р о ти в л ен и е

п ер во го м о ж е т бы ть

р а с сч и та н о по ф о р м у л е

1_ю 4Л<е v»

(5-73)

R u i- R - i Ю4/ fi

IqM^B fT

В с л у ч а е ,

к о гд а к о р р е к т и р у ю щ и й

р ези сто р

в к л ю ч а е т ­

ся п о с л е д о в а т е л ь н о

т е р м о э л е м е н ту ,

в е л и ч и н а

его

со п р о ­

ти в л ен и я с о г л а с н о (5 -4)

Юд м 6 f i _10AMg

--------•

(5-

П р и

р а с ч е т а х

по

ф о р м у л а м

(5-55) — (5-57)

в б о л ь ­

ш и н стве

с л у ч а е в

м о ж н о п р и н ять, что Z BX02

не

зави си т

ти п а

о б я з а т е л ь н ы м

эл ем е н то м

вто р о го к а с к а д а

я в л я е тс я

р ези сто р R 'о.с (ом .

рис. 5 -1 0 ),

с п о м о щ ью

ко торого о б ес ­

п е ч и в а ет с я

п о д а ч а

н а к о л л е к т о р

т р а н зи с т о р а

первого

к а с к а д а н а п р я ж е н и я , н ео б х о д и м о го д л я со х р ан ен и я

в ы ­

со ки х у с и л и т е л ь н ы х

сво й ств

его.

В е л и ч и н а с о п р о т и в л е н и я

р е зи с то р а в

цепи

О О С

м о ­

ж е т

б ы ть

о п р е д е л е н а и сх о д я

из

у сл о ви й о б есп еч ен и я

вого к а с к а д а . В это м с л у ч а е

пг

__

g2 (t/к,

^бг)

(5-75)

А о.с —

1j К2

1/ К02 *

г д е

п

_ ,

7кг ( I аа) Люг

|

гэ

^

.

(5-76)

и <ь ^

-------------

-------------^ гб2

J

Т р е б у е м а я в е л и ч и н а н а п р я ж е н и я на к о л л е к то р е т р а н ­

зи с т о р а

.п р е д ы д у щ е го

к а с к а д а

м о ж е т

бы ть

о б есп еч ен а

т а к ж е

з а

сч ет

в в е д е н и я д о п о л н и тел ьн о го

см е щ е н и я

в ц еп ь

э м и т т е р а

п о сл ед у ю щ его

к а с к а д а . В

этом

с л у ч а е

средственны м

соединением

т р а н зи с то р о в

с м е ж н ы х

к а с к а ­

дов,

в которы х эф ф екти вн о

и сп о л ьзу ю тся

у с и л и т е л ь н ы е

свойства тр ан зи сторов .

С опротивление

р ези сто р а,

с к о то р о го

о б е с п е ч и в а е т с я

п одача

д о п о лн и тельн ого

см ещ ен и я

(н а

р и с .

5 -1 0

п о к а ­

зан

п ун кти ром ), м о ж е т б ы ть

(рассчи тан о

п о ф о р м у л е

( D

C

"

1

(5 -77)

где

t/'o .c — п ад ен и е

н а п р я ж е н и я

на

с о п р о ти в л е н и и

R '0.с.

С опротивление

р ези сто р а

в цепи

О О С

в д а н н о м

с л у ­

чае

м ож ет бы ть о п р ед ел ен о

и сходя

из

д о п у с т и м о й

в е л и ­

чины п отерь усиления:

=

(1 -

О) {10“д а и

- 1

)

Z „ „ ,

(5-78)

гд е

к и =

201g y t ------- потери

усиления

по

н ап ряж ен и ю

при

последовательной

ООС.

Д л я

со х р ан ен и я

вы со ки х

у си л и тел ьн ы х

с в о й с тв

т р а н ­

зи стора

п ервого -каскада

н еоб ходи м о,

ч то б ы

н а п р я ж е н и е

на

его

ко л л екто р е

£/Ki ^ 0 , 7 — 1

в. П о э т о м у

п о с л е

о п р е ­

деления

из (5-78)

вели чи н ы

R '0.Q н ео б х о д и м о

п р о и зв е с т и

поверочны й расчет по ф о р м у л е

£ /« ,= £ /« , +

l a = Z a s

(5 -78а)

«2

Т р еб у ем ая

вели чи н а

UKi

м о ж е т

б ы ть

о б е с п е ч е н а

т а к ­

ж е

при

вклю чении

в

цеп ь

б азы

п о с л е д у ю щ е го

к а с к а д а

резистора

Re

(на

р и с . 5-10

п о к а з а н

п у н к т и р о м ). В

д а н ­

ном вар и ан те:

вы ходной

к а с к а д

м енее

ч у в ств и тел ен

к

и зм е н е н и я м

сопротивления R dKi о т тем п ер ату р ы , ч то

о с о б е н н о

с у щ е ­

ствен н о

п р и п ри м ен ен и и

в

п ер во м

и в т о р о м

к а с к а д а х

тр ан зи сто р о в оди н аковой м ощ ности;

о б есп еч и вается

и звестн ая с в о б о д а

п р и

в ы б о р е

р а б о ­

чего р еж и м а

первого

к а с к а д а .

П р и

УСЛОВИИ, ЧТО Д‘/ К21 = 0,

Re

x i4 v HI

'ВХ02*

(5-79)

/я02 [2 (°.w -2 ,_ ij

гд е

=

1 — (1 +

5,) • 10 4“ s ,W l.

(5-80)

п ер во го

к а с к а д а

N IKt т р и

и звестн о м

у гл е н а к л о н а

к о м ­

п ен сац и о н н о й х а р а к т е р и с т и к и

п р и м ен яем о го

т е р м о р е зи ­

сто р а

( tg c p i= tg c p T)

м о ж е т

б ы ть о п р е д ел е н а

из

соотн о ­

ш ений, п о л у ч е н н ы х

н а о сн о в е

(5 -69)

и

(5 -6 1 ):

D t =

N

^вхоt

&1

л м о At tg «Pi

\ Ч

"вх020 °С

'ВХ020 ?

) (

2вх020 °С

’

(5-81)

д / Ht

/км

«с<1 -

“)

+

/«020 •cD t [2C.H -.J_JJ

' к20 вС

^*/«20“с(1

— а)

(5-82)

В

у с и л и т е л я х

с

н еп о ср ед ств ен н о й

св я зью

м еж д у

к а с ­

к а д а м и

д л я о б е сп е ч ен и я

вы сокой

стаб и л ьн о сти

п о с л е ­

д у ю щ его , к а к п р а в и л о ,

б о л ее

м о щ н о го к а с к а д а

необхо-

компенсацией.

д и м о д о п у с ти ть

н е к о то р у ю

н естаб и л ь н о сть

р аб о чей

точки

в -п ред ы дущ ем

к а с к а д е .

Э то

м о ж е т

бы ть

эф ф ек ти в н о

•и сп ользован о

д л я

с о к р а щ е н и я

ч и сл а

эл ем е н то в , о б есп е ­

ч и в а ю щ и х

с т а б и л и з а ц и ю

р аб о ч его

р е ж и м а

у с и л и тел я на

п о сто я н н о м

то к е .

Т а к , н а п р и м е р ,

это р е а л и з у е т с я в

у си л и тел е, в

к о то ­

ром с т а б и л и з а ц и я

р а б о ч е й

то ч ки

п ер во го

к а с к а д а

о б е с ­

п е ч и в а е т с я

з а

с ч е т

п а р а л л е л ь н о й

О О С ,

а

вто р о й к а с к а д

с т а б и л и з и р у е т с я

к о м б и н и р о в а н н ы м способом

(рис.

5 -1 1 ).

В т а к о м

у с и л и те л е

к о л л е к то р н ы й

ток

т р а н зи с т о р а

п ер в о го к а с к а д а

/ К1 — Sj

«1

Г

Е

/«г (1

аа) ■

/ К02 |

(5-83)

,

, Я"о.о I

Я'а

1

R'э

П ри ращ ен и е

то ка

Дh a

в

цепи

к о л л е к т о р а

т р а н з и с т о ­

ра

первого

к а с к а д а

при

и звестн о й

в е л и ч и н е

к о э ф ф и ­

циента

реж им ной

н естаб и льн о сти

si,

у ч и т ы в а я ,

что

в

исследуем ом

к а с к а д е ^2o=i^2« =

°o

и

D t =

1,

с о г л а с н о

(5-61)

A /Kt =

! К^ ° ° С- [2(0' и - а ) — 1].

(5-84)

1

Otj

У равн ен и е (5-61)

не со д ер ж и т

с о с т а в л я ю щ и х ,

х а р а к ­

теризую щ их

стаб и л ьн о сть

р аб о ч его

р е ж и м а

к а с к а д а .

П оэтом у

в ф о р м у л е

(5-84)

член

п р е д с т а в л я е т

"

'

1

собой

м ак си м альн о

во зм о ж н о е

зн ач ен и е

к о э ф ф и ц и е н ­

та

si.

С л ед о вател ьн о ,

д л я

с та б и л и зи р о в а н н о го

к а с к а д а

ДAct—

hк020 вС [2<0 .К -!

- 1 ] .

(5-85)

откуда

» ___________ è lü _______

(5-86)

^к020 eC 12t0»1 * ~а)

1]

П риведенны е

ф о р м у л ы

п о зв о л я ю т

р а с с ч и т а т ь

т р е ­

буемый

угол

н акл о н а

ко м п ен сац и о н н о й

х а р а к т е р и с т и к и

tgq>3Ki

сопротивления

эм и ттер — к о л л е к т о р

т р а н з и с т о р а

первого

к а с к а д а

при

п р и р ащ ен и и

то к а

к о л л е к т о р а ,

р а п ­

ном

AIKt, а след о вател ьн о ,

о п р ед ел и ть н е о б х о д и м о е и з м е ­

нение

R m

в

зад ан н о м

и н те р в ал е

т е м п е р а т у р .

С опротивление

р ези сто р а

R 'з м о ж е т

б ы т ь

р а с с ч и т а н о

по ф орм уле

a, ( E - U

Ki)

(5-87)

Лн 4"

а^

(1

агКк2

^к01 4"

а2

Лю2

^

’ П ри

известны х

зн ач ен и ях Я 'з

и ДЛн

и з а д а н н о й

м а к ­

си м альн ой

рабочей

те м п е р ат у р е

по

ф о р м у л е

(5 -8 6 )

м ож но

рассч и тать

величину

к о эф ф и ц и е н та

Si,

п р и к о т о ­

рой

обесп ечи вается

тр е б у е м а я с т а б и л ь н о с т ь

р а б о ч е й

точки

второго к аск ад а .

В еличина

со п роти влен и я

р е зи с то р а

R " 0.c

в

ц е п и

п а ­

(4 -7 а ). С л ед у ет

учесть,

что

в д ан н о м

с л у ч а е к ' з —R u i.

П оверочны й

расчет

ко л л ек то р н о го

т о к а т р а н з и с т о р а

/„1

п ервого к а с к а д а

и

ко эф ф и ц и ен та

его

р е ж и м н о й н е ­

стаб и льн ости

Si

м о ж ет

бы ть

п р о и зв ед ен

с о о т в е т с т в е н н о

по

ф о р м у л а м

(5-83)

и (4 -5 ).