Колекторна термостабілізація.

Найпростішей зі схем стабілізації точки спокою за допомогою від'ємного зворотного зв'язку є схема колекторної стабілізації (рис.4.18).

На рис.4.18 показана схема колекторної стабілізації при включенні транзистора за схемою зі СЕ (можна включати транзистори зі СК, СБ). Резистор R1 підключений верхнім кінцем не до джерела живлення, а до колектора транзистора, тобто, вводиться паралельний від'ємний зворотний зв'язок по напрузі, що знімається з колектора транзистора. При цьому на резисторі R_Б діє не вся напруга джерела живлення Е_К, а різниця, тобто

U_RБ = Е_К - U_R – U_Б0; U_R = (І_К0 + І_Б0 )· R

U_RБ = Е_К - (І_К0 + І_Б0) R- U_Б0 , (1)

U_RБ = І_Б0 R_Б

І_Б0 = І_К0 / β

Так як напруга між базою і емітером U_Б0 дуже мала по рівнянню з напругою на R_Б (U_RБ ). Якщо І_К0 прагне збільшитися, то падіння напруги на резисторі R збільшиться, в результаті при постійній напрузі Е_К зменшиться напруга на резисторі R_Б , струм І_Б0 також зменшиться, що перешкоджає зростанню струму І_Б0

Покажемо ланцюги протікання струмів в схемі 4.18. Для струму І_Е0: загальний дріт, емітерний перехід транзистора, далі струм І_Е0 ділиться на І_ОБ і І _ОК; струм І_ОБ протікає через базу транзистора, резистор R1, резистор R, джерело живлення, загальний дріт, струм І _ОК - через колекторний перехід транзистора, резистор R, джерело живлення, загальний дріт.

Схема колекторної стабілізації проста і економічна, але має обмежене застосування із-за ряду недоліків.

Таким методом термостабілізації створюється від'ємний зворотний зв'язок по змінному струму, тобто вихідний сигнал через R1 протидіє вхідному сигналу, зменшуя вхідний опір і підсилення каскаду.

Задача.

Дано:

Ек=10В R_К = Ек - U_ОК /(І_ОК+ І_ОБ)=(10-6)/(2+0,04)=2 кОм

І_ОК=2 мА І_ОБ = І_ОК / β = 2/50 = 0,04 мА

U_ОК=6В R_Б = (U_ОК - U_ОБ) / І_ОБ = (6-0,6)/0,04 = 132,5 кОм

β=50 U_ОБ = 0,06 В

 

Емітерна термостабілізація

У підсилювачах за схемою зі СЕ послідовно з емітером транзистора вмикається резистор R_Е, шунтований конденсатором С_Е (рис.3.12).

Розглянемо як резистор R_Е стабілізує режим спокою, скориставшись рівняннями:

U_д = U_Б0 + І_Е0 R_Е, (1) звідки U_Б0= U_д - І_Е0R_Е, (2)

При зростанні температури транзистора, збільшується його коефіцієнт передачі β, що призводить до зростання колекторного струму спокою І_ОК = β І_ОБ, а отже, і струму емітера І_Е0 = (І_ОК +І_ОБ). Падіння напруги на R_Е збільшується, а це, виходячи з (2), викликає зменшення U_ОБ , що зменшить І_ОБ, а значить і І_ОК (приблизно до попереднього значення).

Таким чином, відхилення І_ОК від заданого значення припиняється за рахунок наявності в схемі R_Е. Але R_Е створює від'ємний зворотний зв'язок за струмом, тобто в еміторі з'являється сигнал, який протидіє вхідному сигналу.

Коефіцієнт підсилення через це значно зменшується.

Щоб усунути протидію R_Е вмикають С_Е. Конденсатор С_Е забезпечує вимкнення від'ємного зворотного зв'язку за вхідним сигналом. Його ємність визначається зі співвідношення 1/ω_н С_Е << R_Е,

де ω_н – нижня границя діапазону робочих частот підсилювального сигналу.

Для ПЗЧ С_Е обирають одиниці або десятки мікроФарад. З підвищенням частоти емність пропорційно зменшується.

При зменшенні температури струм І_ОК також практично не змінить свого значення.

Звичайно, задають R_Е = (0,1…0,2) R_К.

 

Задача

Дано:

Ек=10В R₁ =(Е_К – U_Б0)/(І _д + І _Б0); R₂ =U_Б0 /І _д; І _д =5∙І _Б0;

І _К0 =1мА І _Б0 = І _К0 /β; R_К =(Е_К – U_К0)/І _ОК); R_Е =U_Б0 /І _Е;

β=50 І _Е0 = І _Б0 + І _К0 ;

U _К0 =6В