Температурная стабилизация усилительных элементов.

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 19Следующая ⇒

Пусть и - токи эмиттера и базы в рабочей точке. Тогда для коллекторного тока покоя на основании модели Эберса - Мола для схемы включения транзистора с ОБ и ОЭ можно записать ,где - обратный ток коллекторного перехода в схеме с ОБ, а и соответственно где - сквозной ток коллектор - эмиттер при токе базы ,а .

Можно выделить три основные причины изменения тока коллектора при изменении температуры T: 1)ток с ростом температуры увеличивается; 2) коэффициент передачи тока базы с ростом температуры также увеличивается; 3) напряжение перехода база - эмиттер с ростом температурыТуменьшается. Ориентировочное значение этого изменения . ТемператураТусилительныхэлементов может изменяться из-за изменения температуры окружающей среды или самопрогрева усилительных элементов.Сильнее всего от температуры Tзависит ток .В частности, ее повышение на каждые 10°С для Si и на 7°С для Ge приводит к удвоению первоначальной величины этого тока. Так как ,то ток во много раз больше ,поэтому смещение рабочей точки за счет изменения особо опасно для схемы с ОЭ и менее существенно для схемы с ОБ. Рассмотрим основные схемы термостабилизации рабочей точки, а вместе с тем и схемы питания усилительного элемента.Схема со стабилизацией фиксированным током базы. Величина тока покоя базы задается номинальным значением сопротивления (рис. 3.19 а), так как . Таким образом, ток почти не изменяется при изменении с ростом температурыТ, но ток относительно последней оказывается незастабилизированным. Это является основным недостатком данной схемы стабилизации.

Схема стабилизации фиксацией потенциала базы с помощью делителя напряжения. Сопротивление резисторов делителя и выбирают так, чтобы выполнялось соотношение для маломощных транзисторов и для мощных (рис. 3.19 6).В этом случае при изменении температуры напряжение на базе транзистора остается почти неизменным. Недостаток данной схемы тот же, что и у схемы с фиксированным током базы.

Схема эмиттерной температурной стабилизации. Наиболее распространенной является схема эмиттерной термостабилизации, представленная на рис. 3.19 е. Здесь для температурной стабилизации рабочей точки введена отрицательная обратная связь (ООС) по току, для чего в цепь эмиттера включено сопротивление R_Э. Резистивный делитель , предназначен для поддержания неизменным потенциала на базе транзистора, причем номинальные значения данных резисторов выбираются аналогично тому, как это делалось для схемы стабилизации фиксированным потенциалом базы.

Поясним вкратце, в чем состоит принцип эмиттерной термостабилизации. Допустим, что из-за увеличения температуры увеличился ток .Вместе с ним увеличивается и ток эмиттера так как эти токи связаны между собой равенством .Увеличение тока эмиттера приводит к увеличению падения напряжения на сопротивлении R_Э. При неизменном потенциале базы это ведет к уменьшению разности потенциалов на переходе база - эмиттер, т. е. напряжения .Уменьшение напряжения приводит к уменьшению тока базы и далее к уменьшению тока коллектора. В итоге происходит компенсация начального увеличения тока . Однако введение сопротивления R_Эведет не только к стабилизации положения рабочей точки, но и к уменьшению коэффициента усиленияКиз-за влияния отрицательной обратной связи по переменной составляющей коллекторного тока. Чтобы избежать этого, сопротивление R_Эблокируется по переменной составляющей конденсатором большой емкости (конденсатор на схеме показан пунктиром).

Схема коллекторной температурной стабилизации.Введение ООС» по напряжению с помощью резистора улучшает термостабильность усилительного каскада, называемого в этом случае каскадом с коллекторной термостабилизацией (рис. 3.19 г). Для.пояснения работы данной схемы положим, что в некоторый момент времени произошло увеличение температуры усилительного элемента и, следовательно, возрастание тока покоя коллектора . Это приведет к увеличению падения напряжения на резисторе R_K, поскольку оно равно а, следовательно, к уменьшению потенциала U_Kна коллекторе транзистора относительно земли. Это уменьшение напряжения через резистор передается на базу транзистора и приводит к уменьшению напряжения .В свою очередь, уменьшение напряжения вызовет уменьшение тока и, следовательно, уменьшение тока .

Коэффициент нестабильности. Влияние изменения тока на ток коллектора количественно принято характеризовать коэффициентом нестабильности (или S) . Чем меньше коэффициент ,тем меньше изменение влияет на изменение коллекторного тока.

Вычислим, например, а в схеме со стабилизацией тока базы (рис. 3.19а\ если задан коэффициент : . Считая , получаем из последнего выражения дифференцированием по с : . Заметим, что в данном случае значение коэффициента нестабильности а достаточно велико (обычно задается в интервале 5< <10).

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 508; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!