 |
Смещение фиксированным напряжением
|
|
|
|
В данной схеме тепловой ток 
замыкается на корпус через резистор 
, минуя ЭП транзистора, т.е. сквозной ток (который очень сильно зависит от температуры) не образуется.
Назначение элементов:
- см. предыдущую схему;
- низкоомный резистор, с помощью которого подается прямое напряжение на ЭП транзистора (напряжение смещения 
);
- гасящее сопротивление (на нем гасится избыточное напряжение источника питания). 2-й закон Кирхгофа для входной цепи:
(**)
- ток делителя
Чтобы 
, выбирают 
(***).
Почему схема называется “смещение фиксированным напряжением”?
С учетом неравенства (***) в выражении (**) можно пренебречь током базы (
), т.е. 
или 
Анализируем последнее выражение: 
, т.е. имеет фиксированное значение – отсюда и название схемы.
Стабилизация режима работы усилителя
Причины нестабильной работы:
1. Нестабильность напряжения источника питания (ИП).
2. Разброс параметров транзистора (при смене транзистора трудно подобрать два одинаковых по своим параметрам транзистора).
3. Старение элементов.
4. Главная причина – изменение температуры окружающей среды.
Эмиттерная стабилизация
Стабилизирующим элементом в этой схеме является резистор 
.
Принцип работы:
С ростом температуры все токи транзистора увеличиваются, рабочая точка (РТ) смещается вверх по нагрузочной прямой – режим работы усилителя нарушается.
Но с ростом тока эмиттера 
растет падение напряжения UЭ на резисторе 
(
), что приводит к уменьшению напряжения смещения .
2-й закон Кирхгофа для участка цепи: 
сonst
(слабо зависит от температуры)
Уменьшение напряжения смещения сопровождается закрыванием транзистора, в результате чего все токи его уменьшаются, т.е. РТ возвращается в исходное состояние – режим стабилизируется.
|
|
|
В схеме действует ООС по току за счет наличия резистора , который относится и к входной и к выходной цепям одновременно, в результате чего часть мощности выходного сигнала поступает на вход схемы. Причем, через этот резистор протекает как постоянный, так и переменный токи, т.е. действует ООС как по постоянному, так и по переменному токам.
ООС по постоянному току желательна, т.к. за счет нее происходит стабилизация рабочего режима.
ООС по переменному току нежелательна, т.к. происходит потеря на
резисторе переменного (полезного) напряжения, что ведет к уменьшению коэффициента усиления по напряжению 
.
Для уменьшения ООС по переменному току параллельно подключают конденсатор 
большой емкости.
Чтобы переменный ток не протекал через , необходимо выполнение условия: 
. Если это неравенство выполняется, то тогда переменный ток будет протекать через конденсатор , т.е. нежелательные потери полезного сигнала будут минимальны.
Таким образом, роль блокировочного конденсатора 
- исключить (уменьшить) ООС по переменному току. Другими словами: блокировочный конденсатор 
обеспечивает нулевой потенциал эмиттера для переменного тока.
Коллекторная стабилизация
Стабилизирующими элементами в данной схеме являются резисторы 
. Принцип работы:
С ростом температуры все токи транзистора увеличиваются, рабочая точка (РТ) смещается вверх по нагрузочной прямой – режим работы усилителя нарушается.
Но рост токов 
и 
сопровождается ростом падения напряжения на резисторе 
, что приводит к уменьшению выходного напряжения 
.
2-й закон Кирхгофа для выходной цепи:
const
В схеме присутствует ООС (за счет наличия 
). Т.к. выходное напряжение уменьшилось, то уменьшится и напряжение обратной связи 
, поскольку оно является частью выходного напряжения, что, в свою очередь, приведет к уменьшению тока : (
; 
)
|
|
|
Если один из токов транзистора уменьшается, то автоматически уменьшаются и два других тока (в данном случае 
):
; 
Таким образом, РТ возвращается в исходное положение – режим работы усилителя стабилизируется.
|
|
|
