Электронная техника
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
¶ения рабочей точки при воздействии дестабилизирующих факторов, особенно температуры.
Рис. 14. К расчету положения рабочей точки А биполярного транзистора.
Изменение температуры окружающей среды по-разному влияет на ВАХ германиевых и кремниевых транзисторов. Основным фактором нестабильности рабочей точки германиевых транзисторов является резкое возрастание тока коллектора при увеличении температуры. При изменении температуры от 20 до 600С выходные характеристики кремниевых транзисторов мало смещаются, а входные сильно. Таким образом, изменение температуры приводит к перемещению точки покоя и связанному с этим изменению начального режима работы транзистора.
А) Нестабильность положения точки покоя при изменении температуры окружающей среды заставляет вводить в усилительные каскады специальные схемы стабилизации. Чаще других используют коллекторную (рис. 15, а) и эмиттерную (рис.15, б) схемы стабилизации. Рассмотрим их подробно:
Рис. 15. Коллекторная (а) и эмиттерная (б) схемы стабилизации положения рабочей точки транзистора.
При отсутствии входного переменного напряжения в схемах стабилизации установятся определенные постоянные напряжения между электродами транзистора, а в цепях базы, эмиттера и коллектора будут проходить постоянные токи IБнач., IЭнач., IКнач.. При изменении температуры меняются все токи транзистора, что создает соответствующие изменения падений напряжений на резисторах RК, RЭ, а это приводит к обратным изменениям токов транзистора (их стабилизации).
Пусть для определенности температура окружающей среды увеличилась. Это вызовет соответствующее возрастание токов транзистора +IБ - , +IЭ - , +IК - . возрастание тока коллектора в схеме на рис. 15, а приводит к увеличению падения напряжения на резисторе RК , что уменьшит напряжение UКЭ, а следовательно, и напряжение между базой и эмиттером UБЭ. Уменьшение напряжения UБЭ приводит к подзапиранию эмиттерного перехода, что уменьшает ток эмиттера - ?IЭ - , а с ним ток базы - ?IБ - и ток коллектора - ?IК - , т. е. в схеме коллекторной стабилизации стабилизируется значение выходного тока, и положение рабочей точки транзистора.
Аналогично работает схема эмиттерной стабилизации (рис. 15, б). при возрастании токов коллектора и эмиттера возрастает падение напряжения на резисторах RЭ и RК . это одновременно изменяет напряжение между базой и землей, эмиттером и землей, коллектором и землей. Но для транзистора важны не абсолютные, а относительные значения напряжений на электродах. Если в схеме с эмиттерной стабилизацией правильно выбраны параметры, в частности, делитель R1 R2 достаточно низкоомный, то изменение тока базы - ?IБ - мало скажется на напряжение между базой и землей (?U 0). В то же время ток - ?IЭ - может создать на резисторе RЭ с достаточно большим сопротивлением значительное падение напряжения +?UЭ (+ на эмиттере), которое приведет к обратному смещению эмиттерного перехода, т. е. к уменьшению тока эмиттера - ?IЭ - , в результате выходной ток IК стабилизируется. Естественно, что стабилизирующее действие схемы усиливается с увеличением сопротивления RЭ и уменьшением сопротивления делителя R1 R2 . однако при наличии в цепи эмиттера только одного резистора RЭ схема будет плохо усиливать переменное напряжение, так как на резисторе RЭ создается падение напряжения, препятствующее изменению токов транзистора. Это полезное для стабилизации постоянных составляющих токов транзистора свойство совершенно не нужно для переменных составляющих. Поэтому, чтобы сохранить стабилизацию режима работы транзистора по постоянному току и не ухудшать усилительные свойства транзистора по переменному току, параллельно резистору RЭ включают конденсатор СЭ,
Б) Более высокую стабильность режима работы можно получить увеличением глубины отрицательной обратной связи по постоянному току. С этой целью обратной связью целесообразно охватывать не один, а несколько каскадов. На практике часто применяют схемы стабилизации с охватом обратной связью пары каскадов. Одним из критериев высокой эффективности стабилизации является сравнительно малая величина сопротивлений, включенных в цепи баз транзисторов, что гарантирует ослабление вредного влияния обратных токов коллекторов IКо.
Основной вариант одной из высокоэффективных схем стабилизации показан на рис. 16, а. В таком двухкаскадном усилителе с непосредственной связью через резисторы R3 и R5 охвачены одновременно оба каскада, что обеспечивает более глубокую обратную связь и жесткую стабилизацию режима.
Эмиттерный резистор R1 при этом необходим для компесации части напряжения U3. Исходные напряжения на коллекторе и коллекторный ток транзистора Т1 автоматически устанавливается в зависимости от величин сопротивлений R1,R2, R3 и R4 и поддерживаются неизменными в процессе работы усилителя. Сопротивление резистора R5 должно выбираться возможно меньшим, но таким, чтобы предотвратить заметное шунтирование входа усилителя:
5 = ;
При этом, если сопротивления R3 и R4 достаточно велики, резистор R5 может отсутствовать.
Рис. 16. Двухкаскадные схемы стабилизации режима при параллельном питании:
а) с эмиттерным делителем;
б) со стабилитроном и дополнительной емкостью;
в) с двумя стабилитронами и компенсацией отрицательной обратной связи по переменному току.
Другой вариант получается путем замены эмиттерной цепочки R1 С1 стабилитроном с соответствующ?/p>