Стабілізація струму спокою підсилювального каскаду на транзисторі

Основні методи стабілізації положення робочої точки транзисторного:

1.Термостатування схеми каскаду або окремих його елементів.

2.Термостабілізація за рахунок введення від’ємного зворотного зв’язку.

3.Термостабілізація за рахунок застосування нелінійних термозалежних елементів.

Ефективність термостабілізації оцінюють коефіцієнтом температурної нестабільності колекторного струму

де – повна зміна струму спокою колектора в схемі з термостабілізацією;

– приріст струму спокою колектора за рахунок дестабілізуючих факторів у схемі з ідеальною термостабілізацією, коли .

Для забезпечення працездатності підсилювальних каскадів, які працюють в класі А, при зміні температури, старінні і зміні параметрів транзисторів і радіоелементів застосовується стабілізація робочої точки за рахунок введення від’ємного зворотного зв’язку за струмом. В каскадах на біполярних транзисторах найбільш розповсюдженою і ефективною є схема емітерної стабілізації, варіант якої зображений на рис.4.

Рис.1.25. Схема емітерної стабілізації каскаду в схемі з спільним емітером

Така схема може забезпечити працездатність каскаду при зміні температури на , в ній стабілізація здійснюється напругою від’ємного зворотного зв’язку за постійною напругою, яка знімається з емітерного резистора . При зростанні струму спокою колектора збільшується спад напруги на резисторі , що викликає зменшення напруги зміщення між базою і емітером і зменшення струму колектора транзистора. В результаті зростання колекторного струму транзистора значно зменшується. стабілізуюча дія емітерної стабілізації підсилюється зі збільшенням значення опору емітерного резистора і зменшення опору базового подільника напруги . Спад напруги на емітерному резисторі для потужних каскадів підсилення переважно вибирають з умови , а для каскадів попереднього підсилення . Струм базового подільника для потужних каскадів підсилення переважно вибирають з умови , а для каскадів попереднього підсилення – . Для запобігання зменшення коефіцієнта підсилення за рахунок введення його шунтують конденсатором С_е, який має велику ємність і усуває від’ємний зворотний зв’язок для частот корисного сигналу і дії тільки для постійного струму. Значення опорів базового подільника розраховують з умови

Коефіцієнт температурної нестабільності каскаду з емітерною стабілізацією

Емітерна стабілізація ефективно діє як при великих, так і при малих значеннях опору навантаження каскаду для постійного струму і тому вона придатна для будь якої схеми підсилювального каскаду.

Застосовується також колекторна стабілізація робочої точки транзисторних каскадів, варіант такої схеми наведений на рис.1.26.

Рис.1.26. Схема колекторної стабілізації каскаду в схемі з спільним емітером

Стабілізація режиму каскаду здійснюється за рахунок від’ємного зворотного зв’язку за напругою, яка знімається з колектора транзистора. Якщо струм спокою транзистора зростає, то збільшується спад напруги на резисторі і зменшується напруга на резисторі , що викликає зменшення зростання колекторного струму. При зменшенні струму спокою колектора описаний процес автоматичного регулювання струму через транзистор відбувається зворотним чином. Значення базового резистора визначається наступним виразом

.

Коефіцієнт температурної нестабільності каскаду з колекторною стабілізацією

Колекторна стабілізація простіша і більш економічна ніж емітерна, але зберігає працездатність каскаду лише при великому спаді напруги живлення на колекторному резисторі . Спад напруги на колекторному резисторі повинен задовольняти наступну умову , що можливо тільки в резистивних каскадах. Така схема може забезпечити працездатність каскаду при зміні температури оточуючого середовища в межах . Колекторна стабілізація значно зменшує коефіцієнт підсилення каскаду і його вхідний опір. Для усунення цього недоліку базовий резистор ділять на дві приблизно рівні частини – і , а між точкою їх з’єднання вмикають фільтруючий конденсатор С_ф великої ємності, який усуває від’ємний зворотний зв’язок для змінного струму (рис.1.27).

Рис.1.27. Схема колекторної стабілізації каскаду
без зменшення коефіцієнта підсилення за напругою

Для отримання більш високої температурної стабільності застосовується стабілізація режиму транзисторного каскаду за допомогою комбінованого зворотного зв’язку. Схема стабілізації режиму каскаду за допомогою комбінованого зворотного зв’язку для транзистора в схемі з спільним емітером наведена на рис.7.

де – а .

Рис.1.28. Стабілізація режиму транзисторного каскаду
за допомогою комбінованого зворотного зв’язку

Поиск по сайту: