книги из ГПНТБ / Сиволобов Н.А. Основы полупроводниковой электроники учеб. пособие

- 60

-

Питание цепей транзисторов в

усилительном

каскаде

и эмиттерная отабшшиип

релина

Обычно питание всех цепей транзисторного усилителя осуще­

ствляют от одного общего источника

постоянного тока, к которому

подключают питаемые цепи

всех транзисторов. Чтобы

устранить

(рис.29).

На рис.29,а фиксированное

смещение

осуществляется

через

гасящее сопротивление R

, ,

во

много раз

большее входного со­

противления транзистора.

Ток

смещения

j7f0

, текущий

через

R,

, практически определяется

велнчішой

R,

и напряжением

транзистора,

его

старении и замене. Этот способ называется

смещение фиксированным

током базы. Значение

R,

определяется

по формуле

где qC

-г статический

коэффициент усиления ;

Ёк

- напряжение

источника

питания ;

Окои %0~

т

о к и

покоя

коллектора

и эмиттера ;

U-$-ï0

~ напряжение

смещения базы -

эмиттер

при

токе покоя ;

начальный (остаточный) ток

коллектора.

- 62 -

Для приборов, работающих в широком диапазоне

температур,сме­

щение фиксированным

током базы

непригодно, из-за

сильного изме­

нения параметров транзистора

с температурой и большого разбро­

са их статического коэффициента усиления тока. Замена транзи­

стора или большое изменение

температуры шгут

изменить ток покоя

коллектора в десять

и более раз, что может вывести

транзистор

из строя

или сделать

каскад

неработоспособным.

На рис.29,б фиксированное смещение подается через делитель

(Li R-K

о т °бщего

источника питания Р.к. Напряжение смещения

остается

практически

неизменным

при старении,

замене транзисто­

ра и изменении температуры,

если

сопротивление

делителя меньше

жением база -

эмиттер.

Сопротивления

Rf и

Ra

рассчитывают

по формулам:

< ~

7

ч- 1

J

S о

2

'

7

;

J$en

Jgen

где

Cfg0

- т

о к покоя

базы ;

Cf^- т

о к

делителя $ $

е п -

^ , 5 - 2 ) ^ ^

в зависимости

от мощности

и режима

работы

каскада.

Этот

способ неэкономичен,

так как расходуется

дополнитель­

ная

энергия в делителе

ft(

Л^. ,

однако

находит применение в

усилителях

класса "В", где среднее

значение выходного тока ра­

источнике

сигнала,

хорошо проводящем постоянный

ток

и не соеди­

ненным с

общим проводом. Цепь смещения

блокируется

конденсатором

eg большой

емкости-, сопротивление которого на

низшей

рабочей

частоте

должно быть много меньше

сопротивления

входной

цепи:

С,

где

- входное сопротивление каскада ;

^испГ

сопротивление

источника сигнала или

выходное

сопротивление

предыдущего

каскада.

Конденсатор

,.показанный на всех

схемах рис.29,

служит

торная, эмиттерная и комбинированная.

В схеме коллекторной стабилизации режима (рис.30) обратная

связь

снимается с

сопротивления RK (или R}

сопротивле­

нию

Rt

(рис.30,а)

приложена разность напряжения

источника

пита­

) . К

RK

ния Вк и падения

напряжения на сопротивление

нагрузки

,

так

ісак напряжение И^ і Э 0 имеющееся между базой и

змиттером^ничтожно

по

В

8

-

65

-

сравнению

с напряжением на

R.f

. Если

при замене

транзистора

или

от изменения температуры ток покоя выходной цепи стремится воз­

расти, то падение напряжения на RK

увеличивается,

напряжение

на

Rf

уменьшается

и ток

смещения базы падает,

что сильно

сни­

жает возрастание коллекторного тока. При стремлении тока покоя

коллектора уменьшиться процесс стабилизации происходит обратным

образом.

Коллекторная стабилизация проста и экономична, однако степень

стабилизации тока покоя в ней

зависит

от сопротивлений

M

определяющих положение рабочей т чки. Коллекторная

стабилизация

Ä , U Ä

удовлетворительно действует лішь при большом падении напряжения

на

сопротивлении нагрузки

(порядка

0,5

Ек и выше),

небольших

из­

менениях коэффициента усиления тока транзисторов и малых измене­

ниях

JK0

«3 i'xeiiu

i см.рис.30,а)

коллекторная стабилизация

сни­

ной цели транзистора и величины R,

. Для устранения

этого

можно

разделить А!, на две равные части

у рис. 30, б), между

ними и

общим

проводом включить блокировочный

конденсатор Со большой

ной стабилизации (рис.ЭІ). Частичная стабилизация рабочей

точки

по постоянному току достигается тем, что смещение на базу

пода­

ется от делителя напряжения

/Zx

и напряжение

-

fi7

-

получаемой

введением

соиротішления

R3

. Напряжение смещения

между базой и эмиттером Uj.)a

здесь равно разности напряжения на

сопротивлениях

R£

и Rs

. При возрастай™ тока покоя коллектора

СІко ток

покоя

эмиттера

Зіо

также

растет, увеличивается падение

напряжения

на

Ä ,

,

что сильно уменьшает напряжение смещения меж­

ду

базой и эмиттером,

тем самым запирал транзистор. В результате

ток

покоя

коллектора

J'ко

возрастает

во много раз меньше, чем

эмнттерной стабилизации тем выше, чем

больше

Я ,

и чем меньше

сопротивления

£ , и Кг . Однако очень

большим

Кэ

брать

нельзя,

так как при этом напряжение между коллектором и эмиттером

ІІ^

окажется слишком малым ; сопротивления

делителя

Цf

/{.

также

нельзя брать

слишком малым, поскольку

с уменьшением

ß

uR.^ увели­

снижения

коэффициента усиления

напряжения

каскада

от влияния

Rf

действующего так же, как сопротивление катодного смещения в

ламповом

каскаде,

это сопротивление шунтируют конденсатором Сэ

большой

емкости. Величину

R г

обычно

определяют

по допустимому

на этом сопротивлении падению напряжения:

(о, О S

-г 0,3 ) • Ек

^

(О, о S

т 0,3

J • £"<

— 1 о т<-п

и к 0

тип

Коэффициент в скобках берут равным

от

0,05

до 0,15

в каска­

дах мощного усиления и от 0,1

до

0,3

в

каскадах

предваритель-.

ного усиления. Величину сопротивления /?е

Еибирапт

в 5-15

раз

боль­

ше входного сопрвт'ивления

транзистора.

где

- допустимое

падение питающего

напряжения

на сопротив­

ления

R}

;

CF

- ток

через сопротивление

R ^

, который

берут

поряд­

ка

(3

+ Ю)

3So

в

каскадах

предварительного

уси­

ления

и ( I

т 3)

J"<:0

в

каскадах мощного

усиления.

Свойства

и применение

усилителей

Полупроводниковый триод управляется входным током ввиду не­

высокого

входного

сопротивления в большинстве схем включения, а

не входным напряжением,

как лампа.