Основные свойства усилительного каскада (КПД, нелинейные искажения, мощность сигнала на выходе каскада и т.д.) определяются положением начальной рабочей точки, которое задает ток покоя выходной цепи . Поэтому при изменении температуры, замене активного элемента и т.д. положение начальной рабочей точки не должно изменяться (сверх допустимых значений).

Если же активным элементом является биполярный транзистор, то изменение температуры или замена активного элемента могут повлиять на значение коэффициента усиления по току и значение теплового тока (обратного тока коллекторного перехода); если транзистор полевой, то влияние скажется на напряжении отсечки и крутизне характеристики. Поэтому схема подачи смещения фиксированным током нецелесообразна, особенно если активным элементом является биполярный транзистор по схеме с ОЭ.

При подаче смещения фиксированным напряжением изменение температуры и замена транзистора в меньшей степени влияют на ток покоя коллектора (при использовании в качестве активного элемента биполярного или полевого транзисторов), поэтому такие схемы находят применение в промышленности.

Для того чтобы обеспечить работоспособность усилительного каскада при изменении температурных условий в режиме А, используют схемы стабилизации положения начальной рабочей точки.

Эмиттерная стабилизация - стабилизация осуществляется введением в схему последовательной отрицательной ОС (рис. 2.16) по постоянному току. Напряжение обратной связи снимается с резистора RЭ, который включен в цепь эмиттера.

Напряжение смещения, приложенное к эмиттерному переходу,

(2.28)

С изменением, например, температуры изменится ток покоя коллектора, а следовательно, и ток покоя эмиттера . Пусть токи и увеличатся. Начальная рабочая точка на выходной динамической характеристике должна подняться вверх (см. рис. 2.10, в), но этого не произойдет, так как напряжение смещения уменьшится (2.28), а вместе с этим уменьшатся и токи транзистора. Начальная рабочая точка останется на прежнем месте.

Рис. 2.16. Эмиттерная стабилизация

Для исключения влияния отрицательной обратной связи по переменному току на коэффициент усиления параллельно резистору RЭ включен конденсатор CЭ. Если конденсатор CЭ отсутствует, то переменная составляющая эмиттерного тока создает на резисторе падение напряжения , что снижает усиливаемое напряжение (так как ) а следовательно, и коэффициент усиления. Чтобы переменная составляющая на всех частотах усиливаемого напряжения не проходила через резистор, емкость конденсатора CЭ должна быть большой. При этом емкостное сопротивление

Коллекторная стабилизация - стабилизация осуществляется введением параллельной отрицательной ОС (рис. 2.17, а) по напряжению. Напряжение подается через резистор RБ, который включают между коллектором и базой. При этом напряжение на коллекторе . Поскольку напряжение U0Б ничтожно мало по сравнению с напряжением на резисторе RБ, им можно пренебречь. Тогда:

(2.29)

откуда следует, что, например, при увеличении температуры и, следовательно, тока напряже-ние на резисторе, равное , уменьшается, т.е. уменьшается ток , а это вызывает уменьшение тока .

Чтобы исключить отрицательную ОС по переменной составляющей коллекторного напряжения (что вызвало бы снижение коэффициента усиления усилителя), в цепь базы вводят конденсатор CФ (рис. 2.17, б). При этом резистор RБ заменяют двумя с примерно равными сопротивлениями и конденсатор включают между ними и заземленной точкой, в результате чего переменная составляющая напряжения не попадает на резистор RБ1. Следует заметить, что сопротивление конденсатора CФ, должно быть значительно меньше (в десятки раз) сопротивления RБ = RБ1 + RБ2.

Коллекторная стабилизация проще и экономичней эмиттерной, но уступает ей по диапазону стабилизируемых температур (стабилизация осуществляется в пределах изменения температуры не более чем на 20-30° и изменениях статического коэффициента передачи по току Н21Э не более чем в 1,5-2 раза).

Рис. 2.17. Коллекторная стабилизация

• Назад
• Вперёд