Улучшение транзисторных источников тока

Повышение напряжения U _Э

Влияние изменений напряжения U _БЭ можно свести к минимуму, если установить напряжение на эмиттере достаточно большим (по крайней мере 1 В). Тогда изменение напряжения U _БЭ на несколько милливольт не приведет к значительному изменению напряжения на эмиттерном резисторе.

Рассмотрим два случая: 1) ∆ U _БЭ = 10 мВ, U _Э = 0,1 В, следовательно, ; 2) ∆ U _БЭ = 10 мВ, U _Э = 1 В, следовательно, . Как видно, при изменении U _БЭ на 10 мВ относительное изменение напряжения U _Э во втором случае не превысит 1%.

Температурная компенсация

В данном варианте схемы изменение напряжения U _БЭ на транзисторе Т ₂ компенсируется изменением напряжения на эмиттере транзистора Т ₁. Оба транзистора имеют аналогичные температурные зависимости. Наличие в схеме компенсации изменений U _БЭ2 можно проследить следующей логической цепочкой с использованием представлений о простейшей модели транзистора:

↑ U _БЭ2→↑ U _Б2→↑ U _Э1→↑ U _БЭ1 (при U _Б1 = const, заданном делителем R ₁, R ₂)

→↑ I _Б1→↑ I _К1→↑ I _Э1→↑ U_{R 3}→↓ U _Э1→↓ U _Б2→↓ U _БЭ2 и, наоборот,

↓ U _БЭ2→↓ U _Б2→↓ U _Э1→↓ U _БЭ1→↓ I _Б1→↓ I _К1→↓ I _Э1→↓ U_{R 3}→↑ U _Э1→↑ U _Б2→↑ U _БЭ2.

Здесь и далее приведены следующие условные обозначения: U _БЭ1, U _БЭ2 – падение напряжения на переходе база – эмиттер транзистора Т ₁ и Т ₂; U _Б1, U _Б2, U _Э1, U _Э2, U _К1, U _К2 – напряжения относительно земли на базе, эмиттере и коллекторе транзистора Т ₁ и Т ₂ соответственно; U_{R 3} – падение напряжения на резисторе R ₃. Принятые условные обозначения: «↑» – увеличение, «↓» – уменьшение, «→» – следовательно.

Рис. 4.11. Схема транзисторного источника тока с температурной компенсацией

Каскодная схема

Для данной схемы характерно то, что в цепи эмиттера транзистора Т ₁ включен ЭП Т ₂. Оба транзистора имеют одинаковые температурные зависимости.

Рис. 4.12. Каскодная схема транзисторного источника тока

В каскодной схеме повышена устойчивость к изменениям тока в нагрузке, в том числе вызванным изменениями напряжения U _БЭ. Пусть U _Б1 и U _Б2 – фиксированные напряжения смещения базы для Т ₁ и Т ₂ соответственно.

Тогда наличие компенсации изменений тока в нагрузке I _К1 можно проследить следующей логической цепочкой с использованием представлений о простейшей модели транзистора:

↑ I _К1→↑ I _Э1→↑ I _К2→↑ I _Э2→↑ U _Э2→↓ U _БЭ2 при U _Б2 = const→↓ I _Б2→↓ I _К2→↓ I _Э1→↓ I _К1

и, наоборот,

↓ I _К1→↓ I _Э1→↓ I _К2→↓ I _Э2→↓ U _Э2→↑ U _БЭ2 при U _Б2 = const→↑ I _Б2→↑ I _К2→↑ I _Э1 →↑I _К1.

Устранение зависимости от изменений напряжения питания

Основная идея – это использование напряжения U _БЭ первого транзистора в качестве напряжения, задающего ток для второго транзистора: . В результате можно «отвязать» второй транзистор от источника питания и одновременно уменьшить зависимость U _БЭ от изменений U _КЭ. Уменьшение зависимости U _БЭ от U _КЭ (эффекта Эрли) связано с уменьшением в данной схеме величины U _КЭ1 до значения 2 U _БЭ.

Рис. 4.13. Схема транзисторного источника тока
с уменьшенным влиянием изменений напряжения питания и эффекта Эрли

Контрольные вопросы к лекции

1. В чем заключаются причины ограничения сигнала в ЭП?

2. Какова последовательность анализа схемы ЭП?

3. Чем характеризуются стабилизаторы напряжения с ЭП?

4. В чем состоит принцип работы транзисторного источника тока?

5. Что такое рабочий диапазон транзисторного источника тока и чем он определяется?

6. Какие способы задания смещения применяют в транзисторном источнике тока?

7. В чем заключаются недостатки транзисторных источников тока и какие способы их устранения существуют?

ЛЕКЦИЯ 5

Поиск по сайту: