3.8. Забезпечення режиму роботи за постійним струмом

транзисторів та електронних ламп

Режим роботи транзисторів й електронних ламп забезпечується початковим положенням РТ на їхніх ВАХ, яке визначається значеннями постійних напруг на електродах за відсутності сигналу. Для цього вибирають значення струмів і напруг, що визначають координати потрібної точки на характеристиках, і, користуючись допоміжними резисторами, підводять до електродів відповідні напруги.

У режимі активного підсилення сигналу РТ розташовується на лінійній ділянці ВАХ, у схемах генераторів та різних перетворювачів сигналів вона знаходиться у нелінійній частині, в релаксаційних і перемикальних схемах — у зоні насичення або відсікання струму.

Для живлення радіоелектронних пристроїв здебільшого користуються одним джерелом, напруга якого визначає найбільшу різницю потенціалів у схемі відносно спільного проводу. Основною вимогою до допоміжних елементів є відсутність впливу на проходження сигналу і мінімально можливий вплив на вхідні та вихідні опори транзисторів й електронних ламп.

Найпоширеніші схеми забезпечення режиму роботи за постійним струмом різних типів транзисторів та електронної лампи зображено на рис. 3.24. Найпростішою з них є схема (рис. 3.24, а), в якій на резисторі R1 гаситься частина напруги джерела живлення. Якщо положення РТ на вхідній характеристиці біполярного транзистора визначається величинами I_0Б й U_0БЕ, то

. (3.26)

Однак така схема не забезпечує температурної стабілізації положення РТ і тому на практиці не застосовується. Найпростішою схемою температурної стабілізації є схема з фіксованою напругою бази, показана на рис. 3.24, б. Тут застосуванням подільника напруги на резисторах RІ, R2 фіксується напруга U_0БЕ. Для розрахунку подільника вибирають певний струм I_п. Чим він більший, тим краща температурна стабілізація. Проте при цьому зменшується вхідний опір схеми, що здебільшого неприпустимо. Отже, при виборі струму I_п і розрахунку опорів резисторів R2 та RІ за формулами

; (3.27)

треба забезпечити виконання умови

.

Цю умову виконати важко, тому напруга U_ОБЕ мала і, як наслідок, опір R₂ теж малий. Тому найпоширенішою схемою температурної стабілізації є схема на рис. 3.24, в, ефективність якої значно зростає ще й завдяки негативному ЗЗ за постійним струмом. Для усунення цього зв’язку при проходженні електричних сигналів (змінних струмів, частоти яких перевищують деяку найнижчу частоту ω_н) резистор R шунтують конденсатором С, ємність якого визначається з умови

. (3.28)

Рис. 3.24. Найпоширеніші схеми забезпечення режиму роботи за постійним струмом

різних типів транзисторів та електронної лампи

Стабілізувальна дія резистора R зростає зі збільшенням його опору. Проте вибирати великим його не слід, оскільки доведеться підвищувати напругу живлення. Розрахунок опорів резисторів R2 та R1 у цій схемі виконують за формулами

; . (3.29)

Аналогічна схема забезпечення температурної стабілізації положення РТ застосовується для польових транзисторів з ізольованим затвором й індукованим каналом (рис. 3.24, г).

У польових транзисторах з керованим каналом (рис. 3.24, д) на п – р-перехід подається завжди запірна напруга, яку можна дістати завдяки спаду напруги на резисторі R від проходження струму . Отже, опір цього резистора при відомих значеннях й визначається так:

. (3.30)

Ємність шунтувального конденсатора розраховується за формулою (3.28). Через резистор R2 в цій схемі постійна складова струму не проходить, тому його опір вибирається за умов найменшого впливу на вхідний опір схеми. Єдине призначення цього резистора полягає лише в тому, щоб передати на затвор напругу U_ОЗВ.

Схема забезпечення положення РТ електронної лампи (рис. 3.24, e) аналогічна попередній схемі.

При з'єднанні транзисторних каскадів між собою, особливо в малогабаритних пристроях та мікросхемах, намагаються уникнути застосування роздільних конденсаторів і користуються безпосереднім з'єднанням транзисторів між собою таким чином, що струм бази наступного транзистора є одночасно струмом емітера попереднього. Використовуються також схеми складених транзисторів, комплементарні та інші схеми, в яких застосовуються додаткові можливості з'єднання транзисторів різних структур. Для кожної з таких схем розроблено окремі способи забезпечення поло­жень РТ транзисторів і розрахунку допоміжних елементів.