Статический режим и его стабилизация

 

Под статическим режимом понимают режим, когда включен источник питания, а напряжение сигнала отсутствует. В этом случае в схеме будут существовать только постоянные токи и напряжения, поэтому конденсаторы можно из схемы исключить (считать обрывом).

В статическом режиме определяются величины резисторов, обеспечивающих рабочую точку, параметры транзистора, стабильность характеристик и др.

Рабочая точка выбирается на выходных характеристиках, исходя из следую­щих соображений:

При максимальной амплитуде сигнала рабочая точка не должна выходить из области, ограниченной явными нелинейными искажениями, допустимой мощ­ностью рассеяния на коллекторе и величиной источника питания Ек. В режи­ме малого сигнала это положение обычно выполняется.

Ток коллектора Iк должен быть как можно меньше, чтобы обеспечить эконо­мию питания, что очень важно при использовании индивидуального источ­ника. Кроме того, более высоким получается входное сопротивление R_BX уси­лителя.

Напряжение U_K3 необходимо брать в пределах 2-5 В, что обеспечит нормаль­ную работу транзистора.

После выбора рабочей точки известными будут: Iк, I_Б, Uкэ, U_БЭ (определяют­ся по входной характеристике при Uкэ = 5 В). Путем графических построений и последующих вычислений определяются параметры: h_11э, h_21э, g_21э= , где g_11э - входная проводимость транзистора, a g_21э - крутизна характеристики транзистора.

Выбранную рабочую точку обеспечивают включенные в схему резисторы. Для их правильного выбора (расчета) необходимо знать цепи постоянного тока (по рисунку 6.6).

Цепь протекания тока базы:

+Е_К ® корпус ®Rэ®эмиттер-база VT ®R_Б1®Rф® -Ек.

 

В результате прохождения тока базы открывается коллекторный переход тран­зистора и создаются условия для прохождения тока коллектора. Цепь протекания тока коллектора:

+Е_К ® корпус ®Rэ®эмиттер-база-коллектор V T ®Rк®Rф® -Ек.

Цепь протекания тока делителя:

+Е_К ® корпус ®R_Б2®эмиттер-база VT ®R_Б1®Rф® -Е

Рассмотрим температурную стабилизацию статического режима.

Пусть температура увеличилась. Это вызовет увеличение тока коллектора Iк транзистора, тогда увеличится падение напряжения на резисторе Rэ (U_Rэ = RэIэ)-

Следовательно, уменьшится входное напряжение транзистора U_БЭ ⁼ U_RБ2 – U_Rэ. Все это приводит к уменьшению тока коллектора транзистора (I_К» const).

Рисунок 6.7 – Обеспечение температурной стабилизации статического режима усилителя

Так как сопротивления резисторов RБ1 и RБ2 от температуры не зависят, то ток делителя Iд = const, а следовательно, и U RБ2 = const. Как видно, в температурной стабилизации режима принимают участие рези­сторы: Rэ, RБ1, RБ2 (рисунок 6.7), поскольку RБ1 и R Б2 определяют напряжение URБ2, а от величины Rэзависит изменение напряжения UR’. Очевидно, чем больше сопротивление резистора Rэ э, тем лучше стабилизация. Для количественной оценки стабилизации введена величина, называемая коэффициентом нестабильности: (6.5) где DIк — изменение прямого тока коллек­тора, а DIкбо - изменение обратного тока коллектора.

Величина Sн может быть вычислена по формуле:

(6.6)

где

Обычно S_Н задается в пределах 1,5-6. В данной схеме практически Sн»3-6. Ясно, что в этом случае R_Б = (2-5) Rэ.

 

ПРИМЕЧАНИЕ ____________________________________________________________________________

Рассмотренная выше схема стабилизации является наиболее распространенной. Повы­сить стабильность можно путем подключения параллельно резистору R_Б2 термистора, сопротивление которого с повышением температуры уменьшается, что приводит к допол­нительному уменьшению напряжения U_БЭ. При правильном выборе этих резисторов воз­можно получение S_Н» 1.

В некоторых случаях вместо термистора применяются другие полупроводниковые приборы либо один из переходов вспомогательного транзистора.

___________________________________________________________________________________________________

 

Расчет резисторов в статическом режиме производится на основе законов Кирхгофа и Ома. При этом на резисторе Rф должно падать напряжение не более 10% Ек, а ток делителя выбирается из соотношения I_д» I_Б, с тем чтобы измене­ния последнего не влияли на величину тока I_д.

ДИНАМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ

 

Рисунок 6.8 – Обеспечение динамического режима усилителя

При рассмотрении динамического режима полагаем, что статический режим обеспечен, на вход подано гармоническое напряжение сигнала с частотой ¦0, для которой сопротивления конденсаторов Сэ, Сф, Ср представляют собой ничтожно малую величину. Напряжение сигнала (рисунок 6.6) через Сэ прикладывается к участку БЭ и вы­зывает пульсации тока базы, который в свою очередь вызывает пульсации кол­лекторного тока. Таким образом, в составе коллекторного тока появляется пере­менная составляющая с частотой сигнала и амплитудой I2m =g21эU1m. Источником этой составляющей является транзистор. Создается цепь для протекания пере­менной составляющей тока коллектора (рисунок 6.7):

коллектор VT ®

 

⇐ Предыдущая567891011121314

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: