Тема 1.2 Методы обеспечения режима работы биполярных и полевых транзисторов в каскадах усиления

1.2.1 Схема с фиксированным током базы

Рисунок 1.10 Схема с фиксированным током базы

Для нормальной работы любого усилительного каскада необходимо установить определенные токи и напряжения в входной и выходной цепях транзистора при отсутствии входного сигнала. Такой режим называют статическим(режим по посто­янному току, режим покоя). Значения постоянных составляющих токов и напряжений определяются источниками питания во входной и выходной цепях усилителя.

В практических схемах отдельный источник смещения во входной цепи используется редко, а вводятся дополнительные элементы смещения (обычно рези­сторы), на которые подается напря­жение от источника смещения в вы­ходной цепи. Рассмотрим основные способы обеспечения режима по по­стоянному току в схеме с ОЭ. Основ­ным требованием при этом является обеспечение постоянства выбранного режима покоя при изменении тем­пературы и замене транзистора.

В схеме на рис. 1.10 режим по по­стоянному току задается с помощью резисторов и источника питания. Смещение эмиттерного перехо­да осуществляется за счет протека­ния тока базы от источника питания через резистор . Уравнение Кирхгофа для входной цепи имеет вид:

.

При этом (эмиттерный переход открыт). Тогда

, (2.1)

откуда следует, что начальный ток базы не зависит от транзи­стора и определяется только внешними параметрам и . Поэтому такой метод обеспечения режима работы транзистора по по­стоянному току называется смещением фиксированным током базы.

Недостатками данной схемы являются:

1)трудность обеспечения режима покоя в выходной цепи при установке транзисторов с допустимым промышленным раз­бросом параметра без изменения сопротивления резистора :

(2.2)

Ток не зависит от параметров транзистора, а точка по­коя в выходной цепи может оказаться или в области насыщения или вблизи границы режима отсечки;

2) не учитывается изменение обратного коллекторного тока транзистора от температуры. Схема с фиксированным током базы может быть использована для работы в диапазоне изменения температур, не превышающем 10...20 °С.

1.2.2 Схема с фиксированным напряжением база – эмиттер

Рисунок 1.11 Схема с фиксированным напряжением базы

В схеме на рис. Режим покоя обеспечивается фиксированным напряжением на базе транзистора с помощью источника питания и делителя из резисторов и .

Сопротивления резисторов и при заданном начальном токе базы , соответствующем напряжению , определяют по формулам

где — ток делителя, который выбирается из условия обеспече­ния необходимой стабильности режима работы; .

Напряжение

не зависит от параметров транзистора. В связи с этим такой спо­соб задания режима по постоянному току называют смещением фиксированным напряжением базы.

С увеличением температуры токи и изменяются практически одинаково, что приводит к увеличению _. Точка покоя перемещается в сторону режима насыщения. Для обеспе­чения температурной стабилизации усилительных каскадов ис­пользуют обратные связи по постоянному току или постоянному напряжению, которые снижают действие дестабилизирующих температурных факторов.