Усилительные каскады на биполярных транзисторах.

Смещение тока базы можно создать не специальным источником напряжения, а за счет токов, протекающих в цепи коллектора или эмиттера. В зависимости от способа смещения эмиттерного перехода различают: а) усилители с фиксированным током базы; б) усилители с фиксированным напряжением база-эмиттер; в) усилители со смещением за счет ОС.

 

         Во всех случаях необходимо определить статический ток базы, как это делалось до сих пор, т.е. построить нагрузочную характеристику в соответствии с выражением

                                          U _кэ = E - I _к R _к,

выбрать точку Ана линейном участке динамической входной характеристики и перейти к расчету схемы.

1. Схема а). В статическом режиме ток базы зависит от резистора R _б и определяется выражением             

                               I _б0 =  ≈ , откуда можно определить ток базы I _б.

        2. Схема б). С помощью делителя R ₁ R ₂ на базу можно подать постоянное напряжение U_{R 2} = I _д R ₂ = U _бэ0, где I _д —ток делителя.       Зная ток делителя, легко определить R₂ иR₁. Для маломощных усилителей выбирают I _д = (5…10) I _б0, для мощных каскадов I _д = (2…5) I _б0.

Схемы а) и б) имеют крупный недостаток: любое изменение I _б0 (например, при изменении температуры)вызывает изменение режима работы усилителя (изменение тока коллектора и эмиттера), т.е. изменение статического режима.

3.Схема в). Схема в) отличается от схемы б) сопротивлением R _э в цепи эмиттера, которое создает последовательную ООС по току. Сопротивление R _э, в основном, служит для уменьшения температурной нестабильности и для смещения базы относительно эмиттера.

Напряжение U _бэ = U_{R 2} - U_{R Э} = U_{R 2} - I _Э R э.

При увеличении температуры ток I _Э растет. Растет и падение напряжения I _Э R э. U _бэ убывает, что ведет к уменьшению токов транзистора. Таким образом осуществляется ОС по току: ток эмиттера вызывает падение напряжения на R _э, которое складывается (вычитается) с напряжением на сопротивлении R ₂ (последовательная ОС). Так как напряжение вычитается, ОС получается отрицательной—последовательная ООС по току. Температурное изменение токов транзистора компенсируется изменением смещения базы за счет ООС.

Схема может иметь разновидности. В частности, может отсутствовать делитель R ₁ R ₂ фиксированной подачи напряжения на базу. Смещение за счет тока R_Э может передаваться на базу через выходное сопротивление предыдущего каскада.

При расчетах принимают U_{R Э} = (0,1…0,2)Е.

                                R_Э= .

I _Э0 выбирается по нагрузочной характеристике.

                                                     R₂=

 

                                                      R₂ = = .

Вид стабилизации называется эмиттерной стабилизацией. Чаще всего производится температурная компенсация.

Иногда используется коллекторная стабилизация, при которой используется ОС по напряжению на сопротивлении в цепи коллектора