СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ НАЧАЛЬНОЙ РАБОЧЕЙ ТОЧКИ В УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДАХ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ: СХЕМЫ С ФИКСИРОВАННЫМ ТОКОМ БАЗЫ И С ФИКСИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ БАЗА–ЭМИТТЕР (РАСЧЁТ).
Смещение фиксированным током базыосуществляется путём включения резистора с большим сопротивлением Rб между базой и источником электропитания Ек ( рисунок 1.20, а). Это создает путь для постоянной составляющей тока базы, т.е. для тока смещения Iбо от +Eк → (э-б)VT → Rб → -Eк.
Ток смещения Iбо создает на входном сопротивлении транзистора напряжение смещения Uбэо, составляющее доли вольт. Сопротивление Rб значительно больше входного, а Uбэо во много раз меньше Ек.
Поэтому, определяя ток смещения, можно пренебречь величиной Uбэо по сравнению с Ек. Тогда получим
Iбо = (Ек - Uбэо) / Rб ≈ Ек/Rб = const , ( 1.36)
т.е. ток базы действительно является фиксированным, не зависящим от тока коллектора и параметров транзистора.
Недостаток данной схемы является нестабильность режима выход ной цепи, поэтому фиксированное смещение током базы в чистом виде (без специальных мер для стабилизации тока коллектора) в практических схемах не нашло применение.
Смещение фиксированным напряжением базыосуществляется с помощью делителя напряжения, состоящего из резисторов Rб1 и Rб2 (рисунок 1.20,6). Делитель подключается к источнику электропитания Ек, а напряжение с Rб2 поступает на базу и является напряжением смещения Uбэо.
Ток Iд, потребляемый делителем от источника электропитания, значительно больше тока базы Iбо, протекающего вместе с Iд по Rб1 откуда
Uбэо = Ек·[ Rб2/(Rб1+Rб2)] = const. ( 1.37)
|
|
|
Таким образом, напряжение смещения действительно не зависит от тока коллектора и параметров транзистора, т.е. является фиксированным.
Для того чтобы осуществлялось смещение фиксированным напряжением базы, сопротивление Rб2 должно быть значительно меньше входного сопротивления транзистора. Это уменьшает общее входное сопротивление каскада, что является недостатком схемы.
В усилительных каскадах с полевыми транзисторами электропитание выходных цепей осуществляется так же, как и в каскадах на биполярных транзисторах.
При отсутствии сигнала на входе усилителя значение выходного тока должно быть постоянным, т.е. положение рабочей точки в исходном состоянии должно быть неизменным - стабильным. Однако в результате действия различных внешних факторов режим работы усилительного элемента оказывается нестабильным. Причинами нестабильного режима работы усилительного элемента являются: изменение температуры окружающей среды, нестабильность напряжения источников электропитания, разброс параметровусилительных элементов и др. Особенно сильно влияет режим работы усилительного элемента повышение температуры окружающей среды, вызывающее резкое изменение начального тока коллектора Iк.н. Так , при увеличении температуры на каждые 10°С Iк.н. возрастает в 2 раза у германиевых транзисторов и в 3 раза у кремниевых. В результате ток покоя коллектора Iко увеличивается в несколько раз.
|
|
|
Таким образом, простые схемы смещения не обеспечивают необходимой стабильности режима транзистора. Поэтому в транзисторных усилителях обычно применяют различные способы стабилизации режима работы усилительного элемента.
а-фиксированная током базы; б- фиксированная напряжение базы
Рисунок 1.20- Схемы нестабилизированные смещения рабочей точки транзистора
МЕТОДЫ СТАБИЛИЗАЦИИ НАЧАЛЬНОЙ РАБОЧЕЙ ТОЧКИ В УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДАХ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ: СХЕМА КОЛЛЕКТОРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ (ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, РАСЧЁТ).
коллекторная стабилизация ( рисунок 1.23,а). Эта схема отличается от схемы смещения фиксированным током базы тем, что резистор Rб, соединенный с базой, подключается вторым концом к коллектору, а не к источнику электропитания. Поэтому падение напряжения на ней можно считать равным напряжению коллектора Uko, если пренебречь малым падением напряжением на эмиттерном переходе по сравнению с Uko. Ток смещения равен :
Iбо ≈ (Ек - Iko·Rk) / Rб, ( 1.38)
|
|
|
т.е. зависит от тока коллектора.
Если, например, с повышением температуры ток коллектора увеличивается, то возрастает и ток эмиттера, увеличивается падение напряжение на коллекторной нагрузки Rk, понижается напряжение Uko, а следовательно уменьшается ток смещения Iбо. Это вызывает уменьшение тока коллектора Iко.
Итак, возрастание тока коллектора в итоге всех процессов приводит куменьшению смещения, а это препятствует росту Iко, который таким образом стабилизируется.
В данной схеме действует параллельная отрицательная обратная связь по постоянному напряжению. Коллекторная стабилизация действует более эффективно только при большом сопротивлении нагрузки Rk и когда уменьшается по величине сопротивление Rб.
Схема коллекторной стабилизации положение исходной рабочей точки применяется редко. Она проста, экономична, но не обеспечивает достаточную стабилизацию положения исходной рабочей точки.
Рисунок 1.23 - Схемы стабилизации напряжения коллекторная ( а)
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 435; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!