3.Метод фиксированного напряжения
Подача напряжения смещения от источника коллекторного напряжения Ек через делитель напряжения (на рис.6.8 ─ делитель напряжения из
резисторов R1 и R2) ─ метод фиксированного напряжения
По
второму закону Кирхгофа для одного из
контуров цепи справедливо:
EK −напряжение источника питания в коллекторных цепях усилителей. Энергию этого источника схема преобразует в переменную и подчиняет форме входного сигнала.
• Генератор переменной ЭДС (Uвх) на входе усилителей − напряжение этого генератора надо будет усиливать.
• Разделительный конденсатор Ср не допускает поступления на вход усилителя постоянной составляющей, которая может быть в генераторе переменной ЭДС (от генератора входного сигнала Uвх). Сопротивления этих конденсаторов на самой низкой частоте должны быть минимальными, чтобы не произошло «завала» частотной характеристики.
• Резисторы Rб1, Rб2, Rэ − элементы автосмещения и температурной стабилизации положения РТ на ВАХ ─ режимные элементы.
• Резистор Rк − нагрузка в коллекторной цепи.
Причины нестабильности рабочей точки – действие транзисторных усилительных каскадов происходит не в идеальных условиях. Они подвержены влиянию разнообразных факторов: температура окружающей среды, колебания питающего напряжения, наличие в пространстве электрических или магнитных полей (создание паразитных наводок).
В связи с этим возникает необходимость в стабилизации рабочей точки усилителя.
Методы стабилизации рабочей точки Температурная стабилизация
Пожалуй, самым эффективным способом температурной стабилизации транзисторного усилителя является способ, показанный на рисунке 42, а:
Допустим,
окружающая температура увеличилась.
Тут же увеличится ток коллектора.
Одновременно увеличится падение
напряжения на сопротивлении нагрузки
Rк.
В результате уменьшится напряжение
между областью «К-Э», следовательно и
напряжение
т.к.
(втор. Зак. Кирхгофа для контура),
соответственно уменьшится ток базы
(
).
Последнее
вызовет уменьшение коллекторного тока
(
), тем самым обеспечится стабилизация рабочей точки транзистора.
Эмиттерная стабилизация
Для стабилизации
режима работы транзистора применяется
отрицательная обратная связь по
постоянному току и наилучшими
характеристиками обладает схема
эмиттерной стабилизации: (
Uбэ
Рассмотрим как работает эта схема: В схеме эмиттерной стабилизации ток через резисторы R1 и R2 задается в несколько раз больше тока базы транзистора. В результате напряжение на базе транзистора не зависит от его тока базы.
Пусть
за счет увеличения температуры или
напряжения питания увеличится коллекторный
ток транзистора. Тогда по закону Ома
увеличится падение напряжения на
резисторе Rэ
(
).
Напряжение на эмиттере транзистора
увеличилось. Но напряжение на базе
транзистора равно напряжению на R2
и равно сумме напряжения на эмиттере и
напряжению база-эмиттер транзистора:
UR2 = URэ + Uбэ
А значит напряжение база-эмиттер транзистора равно:
Uбэ = U R2 – URэ
Если напряжение на эмиттере увеличивается, то напряжение Uбэ уменьшается, а это приводит к уменьшению базового тока. Но ток коллектора связан с током базы известным соотношением:
Следовательно ток коллектора тоже уменьшается до первоначального значения! Точно такой же результат мы получим, если за счет температуры или других дестабилизирующих факторов ток коллектора попытается увеличиться/уменьшиться.