Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 260

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

п утем аппроксим ации

типовы х эксперим ентальны х

зави си ­

м о с т е й y-KtfrKi0,c— f{ t)

д л я реальны х тр ан зи сто р о в (рис. 1-2)*;

r Kt — с о п р о т и в л е н и е к о л л е к т о р а п р и т е м п е р а т у р е , о т л и ­

ч а ю щ е й с я от н о р м а л ь н о й к о м н а тн о й (о б ы ч н о t0=

+ 2 0 ° С ) .

Д л я д и а п а з о н а т е м п е р а т у р о т + 2 0 д о + 8 0 °С с ч =

= 13,3* 10-3 , п р и ч ем

A i i = t o — 1 = — (t — 20) °С ; д л я д и а п а -

Рис. 1-1. Зависимость числа

Рис. 1-2. Типовая зависимость со­

носителей заряда от

удель­

противления

коллектора плоско­

ного сопротивления

герма-

стного транзистора от температу­

ния.

 

ры при / к=1

ма и UK= 10 в.

з о н а т е м п е р а т у р о т — 30 д о — 1 0 0 °С C i= 2 ,9 * 1 0 ~ 3, п р и ­

ч ем A t 'i = t + 3 Q ° C . Д л я за в и с и м о с т и

( 0 х а р а к т е р ­

н а к о р р е л я ц и я с с о о тн о ш ен и ем т—

[Л . 16].

1 — «20 ‘С

 

Н а ри с. 1-3 и 1-4 п р е д с т а в л е н ы ти п о в ы е за в и с и м о с т и с о п р о т и в л е н и я к о л л е к т о р а от к о л л е к т о р н о г о т о к а и н а ­ п р я ж е н и я .

А п п р о к с и м а ц и я э т и х за в и с и м о с т е й д а е т :

гки

(1 7 6 )

ГЖ.Я

гкШ

(1-7в)

гж.м

* Здесь и в дальнейшем приводятся относительные значения соответствующих параметров, что позволяет сравнивать между со­ бой транзисторы различных типов.

г д е P = - j - ~ — коэф ф и ц и ен т п е р е д а ч и т о к а б а зы тр а н зи ­

с то р а .

З д е с ь и в д а л ь н е й ш е м и н д е к с ы « /» и « U » у к а з ы в а ю т н а з а в и с и м о с т ь с о о т в е т с т в у ю щ е г о 'п а р а м е т р а т р а н з и с т о ­ р а о т т о к а э м и т т е р а ( к о л л е к т о р а ) и л и к о л л е к т о р н о г о н а -

Рис, 1-3. Зависимость парамет­

Рис. 1-4. Зависимость парамет­

ров транзистора от тока кол­

ров

транзистора от напряже­

лектора.

ния

на коллекторе.

п р я ж е н и я , а 'и н д ек с « н » — н а н о м и н а л ь н о е з н а ч е н и е с о ­ о т в е т с т в у ю щ е й в е л и ч и н ы .

С о п р о т и в л е н и е б а зы . Д л я с о п р о т и в л е н и я б а з ы в о б ­ л а с т и н и зк и х ч а с т о т п р и п р е н е б р е ж е н и и р е а к ц и е й к о л л е к ­

то р н о й

ц еп и с п р а в е д л и в о с о о тн о ш е н и е

[Л .

18]

 

 

 

 

 

 

CtkT

 

 

 

/1

rtv

 

 

 

гб0 **

( l _ a * ) q f 9 *

 

 

 

 

Д л я

р е а л ь н ы х

т р а н з и с т о р о в

с п л а в н о г о

т и п а

Г б«0,5гб о,

а д л я

д р е й ф о в ы х

 

т р а н з и с т о р о в

г е « 0 ,6 1 гео [Л .

13].

Н о ­

м и н а л ь н о е з н а ч е н и е с о п р о т и в л е н и я б а з ы :

 

 

 

д л я г е р м а н и е в ы х т р а н з и с т о р о в

 

 

 

 

 

**б.н

 

a

(12 -т -15)-10-*

 

(1 -9а)

 

 

1 - « в

/„ .н - Л с о

5

 

 

 

 

 

 

 

д л я

крем н и евы х т р а н зи с т о р о в

 

 

 

 

 

 

Г*

a

(25 ~

30)»10">

 

(1 -96)

 

г б.н ~ 1 —

**

Лс.Н---Л|о

 

 

 

 

 

 

 

 


П р и п р а к т и ч е с к и х р а с ч е т а х в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р

м о ж н о 'в о с п о л ь з о в а т ь с я ф о р м у л о й

 

 

 

^6t[^Q2Q*c== ^

С2Д^2,

(1-Ю а)

п олучен н ой

п утем аппроксим ации

зав и си м о сти r 6t/r 620 ,с =

= '? ( t )

д л я

реальны х

тр а н зи с то р о в (ри с. 1-5).

 

В д и а п а з о н е т е м п е р а т у р о т — 80 д о + 2 0 °С с2 =

= 5 , 8 *

10-3 ,

п р и ч е м

A t z = t — t0= t — 2 0 ° С ; п р и

? > 2 0 ° С

С г « 0 . Д л я к р е м н и е в ы х т р а н з и с т о р о в (1 -1 0 а ) п р и м е р н о

с п р а в е д л и в о

в д и а п а з о н е

от

— 60 д о

+ 1 0 0 ° С

 

[Л .

19].

i,o

rt t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

râ2iQ'C

 

/ <

 

 

1,9

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

.

 

 

rs20“à

-

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

_____Uù

'ванным.

 

у

 

0,7

é

/

 

 

1.2

 

ÛJ'меренаа

 

 

 

 

 

X XX Cù'г/îactto

 

y

 

 

0,6

t y y

l '

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

Pü'счету

/

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

Л

 

 

 

 

1,0

 

 

 

j/

 

 

 

 

/ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9

 

------- UAгяjj —ru rcum'LJf

 

 

 

/

Г

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

Я/3=J-5o.*f*CM -

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

§

 

 

/

 

 

 

 

 

ОЛ

 

i

1

7Я rnûtHrfücmopoS

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

fH3-W

 

/

 

 

 

 

 

 

 

0,1 г

 

x

x x twЗамымрасчета -

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

/

 

 

 

 

 

 

О

___i

!..

1 1 1

1-'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-8 0

-9 0

 

 

99

г :

-80

■90

 

90

 

 

 

 

Рис. 1-5. Типовая зависимость со­

Рис. 1-6. Типовая зависимость

противления

базы

плоскостного

сопротивления

эмиттера

пло­

транзистора от температуры

при

скостного

транзистора

от

тем­

/„ = 1

ма и

£/,(=10 е.

 

пературы

при

/ к= 1 ма,

£/к=

 

 

 

 

 

 

=

10 в

и

а ^ 0 ,9 6 .

 

 

 

 

З а в и с и м о с т и с о п р о т и в л е н и я б а з ы о т к о л л е к т о р н о г о т о к а и н а п р я ж е н и я м о гу т б ы т ь .п р е д ст а в л е н ы в в и д е

'б и

к .

* к.н

 

(1-106)

Г«.н

л

Рп

*Кi

 

гб.н « 1 +

0 ,0 5

( J h t _

(1-10в)

 

 

 

 

 

С о п р о т и в л е н и е э м и т т е р а . Д л я с о п р о ти в л е н и я э м и т т е р а

п р и

п р е н е б р е ж е н и и р е а к ц и е й к о л л е к т о р н о й ц еп и с п р а в е д ­

л и в о с о о тн о ш е н и е [Л . 12]

Гао= 'k T ( q I 9) -K

(1 -1 1 )

13


Д л я р е а л ь н ы х

т р а н з и с т о р о в

с п л а в н о г о

т и п а

гэ « 0 ,5 г ;)о,

а д л я

д р е й ф о в ы х

т р а н з и с т о р о в

гэ« 0 ,6 1 г э0 [Л . 13].

Н о м и н а л ь н о е з н а ч е н и е с о п р о т и в л е н и я э м и т т е р а

 

 

 

г э.я

«.25 -10 -»

 

( М 2 )

 

 

 

Л*,и

Лю

 

 

 

 

 

 

 

П р и п р а к т и ч е с к и х р а с ч е т а х в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р

м о ж н о в о с п о л ь з о в а т ь с я ф о р м у л о й

 

 

 

 

 

^*at/^*32o »с = :

 

Н“ ^ з^ з*

 

(1 -13а)

полученной

п утем

ап п рокси м ац и и

типовы х э к с п е р и м е н та л ь ­

ных зави си м о стей

г э*/гэ20 , C =

W (t) д л я реальн ы х

т р а н з и с ­

т о р о в в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р ± 1 0 0 ° С (р и с . 1 -6 ).

В

(1 -1 3 а ) с3=

5 ‘ 10-3 и

А^3= М - 1 0 0 ° С .

 

 

З а в и с и м о с т и с о п р о т и в л е н и я э м и т т е р а о т к о л л е к т о р ­

н ого т о к а и

н а п р я ж е н и я м о г у т б ы т ь в ы р а ж е н ы

в в и д е

 

 

 

ГЫ1

_

/„.н ;

 

(1 -136)

 

 

 

ГО.Н

 

^Kt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГdiU ~ f э.н*

 

(1 -1 3 в )

Е м к о сти

п е р е х о д о в . Е м к о с т ь

п е р е х о д а

б а з а

- - к о л л е к -

то р т р а н з и с т о р а с п л а в н о го

т и п а

(Л . 12]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 -14)

гд е F K— п л о щ а д ь п е р е х о д а , с м 2.

П р и п р а к т и ч е с к и х р а с ч е т а х в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р

м о ж н о в о с п о л ь з о в а т ь с я ф о р м у л о й

 

20 *С ^ХР (^5^0’

(1 -15а)

г д е

 

d - T ,( T 0 + à t6y

(1 -16)

7 * 0 = 2 9 3 ° К — а б с о л ю т н а я

т е м п е р а т у р а , с о о т в е т с т в у ю щ а я

н о р м а л ь н ы м у с л о в и я м ; A h = t — 2 0 °С ; с5 — т е м п е р а т у р н ы й

к о э ф ф и ц и е н т

( д л я

г е р м а н и е в ы х т р а н з и с т о р о в

с5«

« 2 ,0 8 *

10 3, д л я

к р е м н и е в ы х

c5s=»3,25* 103) .

 

Ф о р м у л а (1 -1 5 а ) с п р а в е д л и в а д л я и н т е р в а л а т е м п е ­

р а т у р

о т 0 д о

+ 8 0

С . П р и

/ < 0 Cut Л / Сц2о °с (р и с .

1*7).

14

 

 

 

 

 


 

Рис. 1-7. Типовые зависимости емкостей пе­

 

реходов

плоскостного

транзистора

от

тем­

 

пературы.

 

 

 

 

 

 

 

-------— выходная емкость

по данным измерений

 

прн —[ ма и £',<«5 в\ крестиками отмечены ре­

 

зультаты

расчета;

— -------входная емкость

по

 

данным

расчета.

 

 

 

 

 

 

З а в и с и м о с т ь е м к о с т и к о л л е к т о р н о г о п е р е х о д а от н а ­

п р я ж е н и я

н а

к о л л е к т о р е м о ж е т б ы ть 'п р е д с т а в л е н а

в в и д е:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д л я т р а н з и с т о р о в со с п л а в н ы м и п е р е х о д а м и

 

 

 

^кШ

^

j / " ^ g . i i *

 

(1-156)

 

 

 

Ск_ц

 

Г

йц(

 

 

 

 

 

 

 

д л я т р а н зи с то р о в д р ей ф ового

ти п а

 

 

 

 

 

С'кШ

 

 

 

 

 

(1-15в)

 

 

 

Cg.n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З а в и с и м о с т ь о т т о к а к о л л е к т о р а п р о я в л я е т с я с л а б о

и м о ж н о

п р и н я т ь , ч то С m i ~ Ск.н-

 

 

 

Н о м и н а л ь н о е

 

з н а ч е н и е

к о л л е к т о р н о й

ем к о сти г е р м а ­

н и е в ы х т р а н з и с т о р о в со с п л а в н ы м и п е р е х о д а м и

 

 

 

С к.в

4 240F ,

п ф .

 

(1-17)

 

 

 

 

 

,

 

В ы х о д н а я е м к о с т ь т р а н з и с т о р а , в к л ю ч е н н о го по с х е ­

м е с о б щ и м э м и т т е р о м :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ВЫ Х^ С к(1 +

Р) •

 

(1 -1 8 )

З а в и с и м о с т и в х о д н о й е м к о ст и т р а н з и с т о р а :

о т т е м п е р а т у р ы в и н т е р в а л е ± 7 0 ° С

 

 

 

 

 

f

^

0,72 -j-

 

 

(1-19а)

 

 

 

^вх20 *С

 

* Н" С2^2

 

 

 

 

 

 

 

гд е Д /* - = /+ 7 0 ° С ,

а <74=3,1 • 10~3;

 

 

 


от т о к а к о л л е к т о р а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-196)

о т н ап р яж ен и я н а к о л л е к т о р е

 

 

 

 

^вх tu

^

г<5.н

hu

 

 

 

 

_____ 4

(1 -19в)

 

 

^nx п

 

r6iU

Рп

 

 

 

 

Н ом инальное

зн ач ен и е

в х о д н о й

ем к о сти

 

 

 

 

 

 

 

(1-20)

где

о)а = 2 я / а — г р а н и ч н а я

ча)стота

п е р е д а ч и

в с х е м е с о б ­

щ ей

б а зо й .

 

 

 

 

 

К о э ф ф и ц и ен т п е р е д а ч и т о к а . К о э ф ф и ц и е н т п е р е д а ч и

т о к а

э м и т т е р а

н а н у л е в о й ч а с т о т е (Л . 12]

 

 

 

ao = se h ( 2 W /L p ) ,

(1 -2 1 )

гд е L p — с р е д н я я д л и н а д и ф ф у з и и « д ы р о к » в п -о б - л а с т и , см :

 

 

 

 

(1 -22)

ip — врем я ж и зн и

„ д ы р о к ",

с е к :

 

 

 

Хр =

LpD ^ ,

(1 -23)

D p — к о э ф ф и ц и е н т

д и ф ф у з и и

-п о д в и ж н ы х

« д ы р о к » ,

см 2 • с е к - 1.

 

 

 

 

У ч и т ы в а я , ч то т о л щ и н а б а з ы 2 W и м е е т с л а б о в ы р а ­ ж е н н у ю з а в и с и м о с т ь о т т е м п е р а т у р ы , а к о л е б а н и я L p в з н а ч и т е л ь н о й м е р е л о к а л и з у ю т с я к о н с т а н т а м и k и q, м о ж н о с д е л а т ь в ы в о д о м а л о й з а в и с и м о с т и в е л и ч и н ы ссо от т е м п е р а т у р ы . О п ы т п о к а з ы в а е т , ч то у т р а н з и с т о р о в , и з г о т о в л е н н ы х и з г е р м а н и я с у д е л ь н ы м с о п р о т и в л е н и е м

р < ^ 5 о м - с м и Ь р ^ 0 , 3 м м в

и н т е р в а л е т е м п е р а т у р

± 7 0 °С , а о « 'c o n s t [Л . 14]. Б о л е е

о щ у т и м о е п о в ы ш е н и е

с т а б и л ь н о с т и а

п р о и с х о д и т п р и э т о м в о б л а с т и о т р и ц а ­

т е л ь н ы х т е м п е р а т у р .

 

 

К о эф ф и ц и ен т

п е р е д а ч и т о к а

б азы р —

им еет п р и ­

м ерн о ли н ей н ую

за в и с и м о ст ь о т

тем п ер ату р ы ,

п ри чем

 

 

 

(1 -2 4 а)