Як здійснюється термокомпенсація в підсилювачі?

Термокомпенсація передбачає застосування нелінійних елементів, параметри яких залежить від температури. Необхідна стабільність робочої точки досягається без великих затрат електричної енергії в колах стабілізації. В якості нелінійного термочутливого елемента переважно застосовують термістори або переходи напівпровідникових діодів і транзисторів. Найпростіша схема термокомпенсації наведена на рис.1.29, в якій один з резисторів базового подільника напруги замінений термістором з від’ємним знаком температурного коефіцієнта опору, значення якого приблизно складає .

З підвищенням температури опір термістора зменшується, тому зменшується спад напруги на ньому і зменшується напруга між базою та емітером транзистора, внаслідок чого струм бази також зменшується, а струм колектора залишається незмінним.

Необхідну залежність термочутливого елемента отримують комбінуючи з’єднання лінійних резисторів з терморезистором. Деколи ці резистори можуть бути змінними (рис.1.30).

В розглянутих схемах термокомпенсація змінює режим каскаду за змінним струмом. При зростанні температури вхідних опір цих каскадів зменшується. Цей недолік усунений в схемі, де опір термістора ввімкнений в коло емітера (рис.1.31).

 

 

Рис.1.29. Схема термокомпенсації транзисторного каскаду
за допомогою термістора.

 

 

 

Рис.1.30. Схема термокомпенсації з регульованою
залежністю термокомпенсуючого елемента

 

 

Рис.1.31. Схема термокомпенсації каскаду з незмінним вхідним опором

Терморезистори мають неоднаковий з транзисторами температурний коефіцієнт опору і неоднакову температурну інерційність. Кращі результати термокомпенсації можна отримати застосовуючи переходи площинних діодів, оскільки їх температурні коефіцієнти напруги (ТКН) за знаком і значенням практично збігаються з ТКН переходу база-емітер транзистора (рис.1.32). Можна також підібрати діод в якого, в заданому температурному діапазоні, приріст зворотного струму збігається з приростом теплового струму транзистора . Використовуючи ці властивості діодів можна побудувати надійну і ефективну схему термокомпенсації транзисторного каскаду (рис.1.33).

 

 

Рис.1.32. Схема термокомпенсації зсуву вхідної характеристики транзистора за допомогою переходу напівпровідникового діода

 

 

Рис.1.33. Схема термокомпенсації каскаду, в якій компенсується вплив зсуву вхідної характеристики і некерованого струму транзистора

 

Діод призначений для компенсації температурного зсуву вхідної характеристики транзистора, а діод забезпечує компенсацію некерованого (теплового) струму колектора І_{к 0}транзистора, оскільки його зворотний струм протікає в протилежному напрямку до І_{к 0}. У випадку коли , то вплив некерованого струму колектора транзистора усувається. Загальний недолік методу термокомпенсації полягає в тому, що при заміні термокомпенсуючого елемента порушується режим термокомпенсації.

 

Подати схему підсилювача зі спільним колектором.

Якої величини вхідний опір підсилювача зі спільним колектором?

Підсилюючий каскад з СК (емітерний повторювач)

VT1 – біполярний транзистор – підсилювальний елемент

R_E – навантаження підсилювача за постійним струмом, яке одночасно забезпечує температурну стабілізацію

R₁, R₂ – дільники напруги

C₁, C₂–розділяючи конденсатори: С₁ виключає потрапляння постійної напруги на джерело вхідного сигналу; С₂ виключає потрапляння постійної напруги з колектора на навантаження

е_дж – джерело вхідного сигналу, аR_дж – його внутрішній опір

 

Вхідний опір підсилювача зі спільним колектором визначається за формулою:

де R_Б – опір бази;

R_E–опір у колі емітера

R_ЕБ – опір емітерного переходу

– коефіцієнт підсилення по току

Величина вхідного опору велика, порядку десятків – сотень кОм.

Каскади з СК застосовують як узгодженні, коли джерело сигналу має великий R_вих, а навантаження(наприклад, каскад з СЕ) має малий R_вх.