7. Обеспечение режима работы бт и пт по постоянному току(Хоменко)

Существует два основных способа установки рабочей точки БТ по постоянному току, представленных на рис 1. Это схема с фиксированным напряжением на базе и схема с фиксированным током базы.

В схеме с фиксацией напряжения на базе выбирается внешнее напряжение смещения Есм, равное значению Uбэ, при котором в соответствии с входной ВАХ БТ ток через база-эмиттерный переход БТ Iб будет равен Iк/β( β - дифференциальный коэффициент передачи тока).

В схеме с фиксацией тока базы ток источника тока Iит сразу выбирается равным Iб=Iк/β, тем самым автоматически, опять же в соответствии с входной ВАХ, обеспечивая установку необходимого Uбэ.

Оба способа установки рабочей точки по постоянному току являются практически идентичными, так как Iб, с соответствующим ему значением Uбэ, или, наоборот Uбэ, с соответствующим ему значением Iб, это одна точка на входной ВАХ БТ, но при этом оба способа смещения Б-Э перехода весьма различно влияют на свойства каскадов усиления по переменному току и, особенно, на их термостабильность

Схемы смещения с применением ООС:

Rэ - сопротивление последовательной по току ООС. Сбл- емкость устраняющая эту ОС на рабочих частотах каскада.

При увеличении температуры увеличивается I_K, увеличивается падение напряжения на резисторе R_Э за счет уменьшения напряжения между базой и эмиттером транзистора U_БЭ, уменьшается I_Б, уменьшается I_K. Чем больше Сбл тем лучше стабилизация I_К, но тем больше потери на R_Э.

R_Б - сопротивление параллельной по напряжению ООС.

При увеличении температуры увеличивается I_K , уменьшается U_КЭ, уменьшается U_БЭ, уменьшается I_Б, уменьшается I_K. Чем меньше R_Б тем лучше стабилизация I_K, но тем хуже усилительные свойства каскада.

Схемы смещения с фиксацией напряжения на затворе:

Что бы исключить влияние сильно выраженной зависимости тока затвора от температуры и подверженности этого тока значительному разбросу, результирующее сопротивление в цепи затвора R_З должно быть не более 0.01..0.03 от наименьшего сопротивления постоянному току промежутка затвор-исток. Для второй схемы R_З - это параллельное включение R_З1 и R_З2.

Схемы смещения с истоковой стабилизацией:

Эти цепи снижают нестабильность тока покоя в число раз, равное глубине ОС при .

Для первой схемы напряжение смещения , для второй .

8. Каскады предварительного усиления. (Хоменко)

Каскады предварительного усиления предназначены для повышения входного уровня сигнала до значения, при котором обеспечивается возбуждение выходного каскада. Поэтому их свойства оцениваются в первую очередь коэффициентами усиления и только потом по выходной мощности и КПД.

Каскады бывают постоянного и переменного тока, первые - универсальные.

Р езисторные: В качестве основного элемента связи используется резистор R_К. В первой схеме через резистор нагрузки течет постоянный ток увеличивающий падение напряжения на резисторе R_К. Что бы снизить это напряжение приходится уменьшать R_К, но тогда уменьшаются усилительные свойства каскада. Постоянный ток через нагрузку можно убрать, если питать каскад двух полярным источником, при чем верхнее плечо питать напряжением Еп= Rк*Iк, а нижнее Еп=Uкэ+Rэ*Iэ. Так же для связи каскадов можно использовать схемы смещения напряжения основанные на использовании стабилитрона, каскада ОК или ОК совместно с генератором стабильного тока (ГСТ). Основным недостатком является высокая нестабильность постоянной составляющей выходного тока. Это затрудняет достижения высокой чувствительности.

Резистивные каскады переменного тока строят по следующей схеме:

И х достоинством является способность создавать равномерное усиление в широкой полосе частот. В таких каскадах кроме основного элемента связи (R_К) используются разделительные конденсаторы большой емкости (С_Р). Исключают передачу от одного каскада к другому медленных изменений напряжения. Полезный сигнал переменного тока проходит свободно, если емкости большие.

Дифференциальный:

Л учшими свойствами обладает дифференциальный каскад, который работает на разности напряжений. Каскад реагирует на разность входных сигналов. Выход может быть как симметричным так и не симметричным относительно общего провода. Для дифференциального сигнала это два каскада ОЭ с общим проводом в точке между R₀:

Для синфазного сигнала резистор R_Э0 является ООС последовательной по току.

Коэффициент ослабления синфазной составляющей

Глубина ООС

То есть чем больше R_Э0 тем лучше ослабление синфазной составляющей по этому часто вместо этого резистора ставят схему ГСТ. Для каскада предварительного усиления эта схема важна тем, что у нее температурный дрейф является синфазной составляющей.

Генератор стабильного тока: В качестве ГСТ используется каскад ОБ так, как у него большое выходное сопротивление

, где R_Г=R_Э, Rб-параллельное включение Rб₁ и Rб₂ или выходное сопротивление делителя с диодом.

Вторая схема имеет лучшую температурную стабильность.