книги / Стабилизация параметров транзисторных усилителей

лениий^ резисторов’ /?,

и

j = 0 ,7 9 и[ 5 'лн " = ^ ]

= 1,07^

Д ля

того

чтобы

в каскаде

с

последовательной ООС

обеспечить

такую ж е

величину

разброса тока

коллектора, как и в рассчитанном

ранее каскаде

с параллельной

ООС, в соответствии с

формулой

которых не превышает значения

As,

Г Ш

I

1,88

=

0,118.

L

J.2 V n ff,

1^7-6,0

где согласно (9-21)

п = 7.

Учитывая,

что

в

соответствии

с

(9-17)

п '= 4 ,

получаем:

Д/?',О.С

As,

1

0,118

=

0,081;

Л'го.с

""

h

Y п 'B R

К 4 -0 .73

о.с

Д/?2

As2

1

_

0,118

=

0,091;

s2

V n'B R2

JA .0 ,6 5

А/?а

А<^2

1

0,118

0,72;

—= ~ ^

— —

Vn'B™

=

Да

$2

VT- 0,082

JR3

fAs*

■'

- ° - ü ?

=

0 ,65.10-=.

ш

s

«2

Y n'B „

1^4-9

Разброс обычно нормируемого коэффициента передачи тока ба­

зы транзистора

согласно

(2-18) при р = 5 0

составит:

Др' =

1

+

5 0 2 ^ 8 ,2 ,

0 ,6 5 .1 0 -г

(о ,6 5 .Ю - !

откуда при симметричном

поле допуска

^2Др' _ 2 - 8 ,2

0,33.

I f

] ,Is

P

50

зисторов /?'о.с и

/?2 (соответственно

не

более

±4,05%

и ±4,55% ),

а разброс коэффициента тока

Г А М

не должен

превышать

базы

~=~

±16,5% .

L

P

J s

Погрешность,

обусловленная

разбросом

сопротивления резистора

/?,, оказывает слабое влияние

на

точность

установления

выбранного

рабочего режима

^согласно расчету

^

±

36% ^.

{ДАЛ

ГД/.1

1

1,88

1 1 ,0 (± 550%);

Je

L h

J i2

V n ffо

=

/7 -0 ,0 6 4 5

А ^0,с _

ГАа I

Г Д/д]

1

_

1,88

Я'о.с

L a

Je

I /к

J* У п В к

^

/7 -0 ,4 9 7

’

*

'О. С

Agi, _

Г А /, 1

7?н

[ /к

Je

/7 - 3 ,8 8

A £ l = [AA.]

1

_

1,88

[ h

h :

VnB’R3

= 0,132 (± 6 ,6 % );

/ 7 - 5 , 3 5 “

А1/.

ГА/. si

1

_

1,88

U V n B 'u

/ 7 - 0 ,9 4 “

ДЯ'о с

AR,

+ 4,55%;

Г AB

I

<

± 16,5*/.;

±4.050/,; - ^ - <

^

^

А/?»

Д/?н

8.950/oî

А1/.

<

±

38% и

-Щ - <

± 6,6%;

- 0 ^

Примем

Е

А/?,

А/?ц

AК',о.с

_ АЯ,

Rt

R r =

0,2

и В о.с

R* = 0,1.

= V (6,0-0,138)2+ (0 ,0 6 4 5 .2 )г+ (0 ,4 9 7 .1,07 -10-2 )2 +

(0,497 -0,l)2 +

^

^ + (3 ,9 8 .0 ,2 )2 4 . (5,35-0,2) + (0 ,9 4 -0 ,2 )2 =

1,59.

Каскад с последовательной OOC и жесткой стабилизацией ра­

бочей точки. Примем s 2=^2. Тогда при выбранном

ранее_рабочем

ре­

жиме согласно

расчету

7ï/0.c = 122 ом; Я г= 134

ома; Л3=2,63 ком;

/?2||i/?3= 127 ом

и 1к = 4

ма.

Оценим

точность

установления

выбранного

рабочего

режима.

Из формул (4-11) и

(9-18)

аналогично тому, как

это

было

сделано

ранее, получим:

С2 = 1,96;

BR =

— 0,49;

BR2 =

0,464; BR3 =

0,024

и В , = 1.

Из

формул

(9-20) и (9-22) получим:

m2 =

0,2l; Б ', = 8,72;

В '0 =

=

0,0119; B’R

= — Вга =

0,21 ; B’R = 3 ,9 5 ; B 'R3= - 4,35 и

Ви =

=

0,91,

откуда

Из

расчета

следует, что в рассмотренном случае определяющи­

ми

являются погрешности,

обусловленные

неточностью

установле­

ния выбранного

рабочего режима на постоянном токе и допусками

на

сопротивления резисторов Яз и Яв■ По

этой

причине

зона раз-

броса значений

Г Д/к I

сравнительно

велика

даж е при жесткой

I ~j~

KасКадСфикса-

Каскадеaapà/т- Каскадет/следода/пе/п-

рвдактм

аенбнаг/ ООС

кой О0С/7радг =№(-*•)

смешением

(Sf = /0 )

о S2 = 2 ( — )

1)

Н ар у ш аю тся

соотн ош ен и я

м е ж д у о с н о в н ы м и

в и ­

д ам и

частн ы х п огреш н остей , что в и д н о

и з т а б л .

10-3.2

Т а б л и ц а

10-3

Тйп каскада

Отношение погрешно-

стейД(/к0):Д(а):Д (Ук)

С фиксированным смещением

3,3:14,1:1

С параллельной

ООС

при

0,56:0,28:1

5г=5г9

С последовательной ООС

0,69:0,28:1

при s2,= 10

То же при s2—2

£.0,126:0,013:1

2)

У м ен ьш аю тся

аб со л ю тн ы е

зн а ч е н и я

ч а с т н ы х

п о ­

гр еш н о стей . В т а б л .

10-4

п р и в о д я т ся

о тн о ш е н и я

о с н о в ­

н ы х ви д о в ч астн ы х

п о гр еш н о стей

с т а б и л и з и р о в а н н ы х к а ­

с к а д о в к со о тветству ю щ и м

п о к а з а т е л я м

к а с к а д а

с

ф и к с и ­

р о в а н н ы м см ещ ен и ем .

Тип каскада

^ ^ко)в* ^ ^ко)Р

М«),:Д(а)р

С фиксированным смещением

1

1

С параллельной ООС при Si=5:9

0,226

2 ,6 4 -1 0 -2

С последовательной ООС при s 'a= 1 0

0,275

0, ИЗ- 10-г

То же

при s 2= 2

0,051

0 ,1 2 -1 0 -2

3)

Н и в е л и р у ю т с я п о гр е ш н о с т и , о б у с л о в л ен н ы е д е й с т ­

ви ем

д е с т а б и л и з и р у ю щ и х ф а к т о р о в , что

в и д н о

из

т а б л .

10-5.

Т а б л и ц а

10-5

Тип каскада

Д(/К0) - М У К)

Л («)—Д (UK)

С фиксированным смещением

0,23

1,87

С параллельной ООС при SjSs9

- 0 ,0 8

—0,137

С последовательной ООС при 5'г= 1 0

—0,06

- 0 ,1 8 5

То же

при s2= 2

0,158

—0,18

4 )

И м е е т м е с т о з а м е т н о е с у ж е н и е зо н ы р а з б р о с а

в е л и ч и н ы

к о л л е к т о р н о г о т о к а . С л е д о в а т е л ь н о , е с л и *не

н а п о л у п р о в о д н и к о в ы х п р и б о р а х

п о с р а в н е н и ю с д о с т и ­

ж и м ы м и н а р е а л ь н ы х о б р а з ц а х ,

ч то о с о б ен н о о щ у т и м о

h

т

Н

= ' . '* •

Из формулы (6-13г) при

s, =

9 и

As,

-=— = 0,231

«1

sn

9 ( l +

2 6

0,231^ = 9,9;

Sj2 =

9 ^'

6 - 1

2-6

«и =

'

6 — 3„

\

9,54;

sJ4 =

/

6 — 3

9 ( 1 +

2>6

0 .23П =

9 f

2-6

1

1

s15= g ( ^ +

t f °

- 231) =

9 -2;

s i « = 9 (

6 - 5

2-6

С учетом этого согласно формулам

(6-13в) и

(9.13)

,

1

1 \

|П

. ,

0,98-2

*1

А = 0,2*.4,22.10-»

L5 ’ 10

+ W + 2 n Ô * "

I = 0 .5 5 5 ;

В'»,,=0,555 »9,9=5,5;

B/ii2=0,555.8,l=4,5;

555 • 9 54—5 8*

B '*u= 0,555 • 8,46=4,7;

B ',ls=0,555 • 9,2=5,1;

В ^ . ' о 555 8 8 ^ = 4 ,9.

Аппроксимация составляющей

’

Rm — 2 ^1 + 2,6

— 2,1? ком•

(

6 — 1

\

0,98 -9

[9 -5 -Ю -о .20 -10*+ 2 (0 ,9 8 - 9 - 1 )]

^

а

—

4 ,2 2 -10-*----------------------- =

34*6 ' Ш

«? {Rut) =

Rut

2

•

(Rs t +

20)*. 10*mft

Согласно

формуле

(9-11)

^ ii

— 1 —

0

98•9•2

17

== 0,137;

,71)г =

0,262;

Мц — 0,164;

OQ I 0,17

/л,* =

0,234;

mI5 =

0,198 и /,iie =

0,21.

С учетом

этого согласно

формуле (9-13)

В р

= 3 4 ,6 -1 0 »

2,17

^

“

1,93;

'Ш

(2 ,1 7 + 2 0 )М 0 » .0 ,1 3 7 2 ==?,14;

B 'R

=

5,5; B’R

=

2,5;

В '

= 3,69

и B R

=

3,2.

7'д |

^ГХЛ.

П5

''«Л

'Н4

ARrr

1

t

B 'R

°—

=

0,9.

Из

формулы (6-13г)

при Л "0.о =

&R,r

R,r0 « =

20 ком и

~вп° ° = 0 ,2 ;

Л

о.о

= 21,7

ком;

Rr,0.o2 =

18,3 ком;

Я"0. с =

21 ком;

R "0.

ком:

R "o .as~ 20,3

ком

и Rr,o.ot =

19,6 ком.

Согласно

формуле

(6-13в)

0,98 -9 (2 4 -9 * 5 /1 0 -» .2* 10»)

Л =

^

- ------------- 4,22-10"»-------------- ^ - 4 .3 7 - 1 0 »

У (^"о.а <) =

Я",0.0 <

(/î"o .* t+ 2 )* .io « fli;l8 ’

где согласно

формулам (9-11) и (9-13)

т 'п

=

0,256;

т ' , 2 =

0,13;

лг'13 =

0,235;

л / , * * 0,16;

т ' 15 = 0,21

и

яг',в =

0,184.

В о

=

-

4,37.10* /0< 7

,

о ч Л о . о оЁЕ? =

-

2,58;

ЛО.С1

(2 1 ,7 +

2)г*10* .0,256*

B ft

=

_

4,37.10*

18,3

(18,3 +

2)*. 10**0,13* “ ” 11,5j

'О.С2

B R

=-.— 3,13;

B R

— 7,35;

B’R

=

— 4,04

'

л«.о»

‘

ло.с*

Ло.о»

и ffn

=

— 6,4,

Д . с о с т а в ,Ю

[ s ' „ ^ - ] = - 0 , 1 9 .. [ » . £ ] - 0 .U *

ввиду ИХ малости можно

принять

5'и = const и В '0 = const, а со­

ставляющей

=

0,053 М0ЖН0 ПРеНебре’1Ь'

Разброс исследуемого выходного параметра по участкам соглас­

но формулам (6-16*),

(6-6) и (2-2)

составляет:

ДЛо_._

/к

' _________________________

Y

б К5 ' 1‘°*231)г + 0,1072+0,192+ (3,69-0.2)2+ (4,04-0.2)2] =

Д0 =

(1,97 — 1,64)-100

16,7»/о.

1,97

Т а б л и ц а 10-6

№

V

№

транзисто­

Р

транзисто­

•Р

мка

ров

мка

ров

1

65

1,5

6

42

1.0

2

-65

1.5

7

42

1.0

3

70

3 .8

8

61

2,5

4

42

1.0

9

44

2.0

5

40

2,0

10

40

1.1

11

65

2.0

Каскад с фиксированным смещением (рис. 3

- 2 В качестве

исходных

приняты: £ = 1 0 ,5

в; Ün='7,5

в\

7К= 3

ма;

«=0,98; 7к0=

= 2

мка.

Согласно расчету

Л н=1 ком

и

Лем =

1 6 9

ком.

С л у ч а й 1. Номиналы

сопротивлений резисторов выдерживают­

ся

точно;

производится только смена транзисторов;

t — +20 °С.

Согласно формуле

(9-3)

Ссм — 0,02-&см;

— 0,033;

Вг^а

38

и В 'ри =

0,725.

_

как в рассматриваемом

Ai^ji_Ai?dn

Л

то

ПР"

Так

случае - j y “

" f ï ~

=

и’

AfM =

4 ж а л

АСJ

= 0 ,1

согласно формуле

(9-2)

- у -

j ^ î j

=

| / ^0,033-- ^ - J + ( 3 8 - 1,07-1 0 -2) 4 - (0 .725 -0,1)г =

0,419.

*Р

Здесь

согласно

предыдущему

расчету

-= -

=

1.07-10-а..

ГД/k V

L «

Jnp

По результатам

измерений

= 0 ,4 3 .

-у-

L y“ Jp

Рассчитаем разброс сопротивлений эмиттера

и базы

транзистора.

Так как в каскаде

отсутствует

стабилизация

рабочего

режима,

то

учитываемое

значение

производственного

разброса

£

J

—

- г

а .

. -

*

Как

было

показано

ранее,

зависимости

упомянутых

сопротивлений

от тока коллектора линейны при отклонении его в пределах

±0,5/к.и.

Поэтому принимаем ях=2. Тогда согласно

формулам

(2-9) — (2-12),

(2-2) и (2-3):

при

7 7 ~

1

4 “ =

0,895

5 б/1 =

Вэп — ~

^0,895^

~

— 1,24;

при

/«г

. .

Q.419

1,105

в т

-

в , п -

- ( т т т с ё ) ’ =

-

° '82-

7 к = 1 +

—

:

При симметричном поле допуска Х;1 =

Х/2 =

- у

тогда

из

(2-5а)