Оцінка транзисторних каскадів з точки зору температурної нестабільності

Якість підсилювача визначається вибором положення початкової робочої точки (робочої точки режиму спокою), а також її стабільністю при зміні температури.

Для підсилювального каскаду з температурною стабілізацією (рис. 3.49) температурна зміна колекторного струму становить:

, (3.69)

де - коефіцієнт нестабільності колекторного струму; .

Якщо , то схема рисунка 3.49 перетворюється в схему з фіксованим потенціалом бази (рис. 3.48), і коефі­цієнт . При >> коефіцієнт . Таким чином, залежно від співвідно­шення між та значення коефіцієнта температурної нестабільності змінюється від до .

Температурна зміна струму колектора тим більша, чим більший коефіцієнт . Тому умова >> є необхідною. Проте зменшення величини небажане, тому що воно призводить до зменшення вхідного опору транзисторного каскаду. Тому розподільник напруги в базовому колі вибирають з умови, щоб коефіцієнт температурної нестабільності дорівнював .

3.3.3 Динамічні характеристики біполярного транзистора та їх використання

При ввімкненні навантаження до колекторного кола транзистора зміна струму колектора викликається одно­часною дією зміни струму бази і напруги на колекторі. У цьому режимі роботи для аналізу властивостей БТ недостатньо мати його статичні характеристики, оскільки вони відображають зміну лише одного параметра. Тому для опису властивостей транзистора, а також для розрахунку параметрів транзисторного каскаду на сім’ях статичних характеристик будують додаткові характеристики, які нази­вають динамічними, або навантажувальними. Розглянемо їх.

Вихідна навантажувальна характеристика

Для каскаду зі спільним емітером рівняння вихідного кола (див. п. 3.3.1)

. (3.70)

Звідси

. (3.71)

Рисунок 3.51 – Побудова навантажувальної прямої на сім’ї вихідних статичних характеристик ССЕ

Формула (3.71) – це рівняння вихідної навантажувальної прямої транзисторного каскаду зі спільним емітером (рис. 3.45). Цю характеристику будують на сім’ї вихідних статичних характеристик ССЕ (рис. 3.51) за двома точками:

1. =0, ;

2. , =.

Точка перетину навантаженої прямої зі статичною характеристикою, яка була знята при заданому струмі бази в режимі спокою (), визначає вихідні координати режиму спокою транзисторного каскаду (, ). При надходженні на вхід каскаду змінної напруги сигналу змінюватиметься струм бази відносно значення , і робоча точка рухатиметься на сім’ї характеристик уздовж навантажувальної прямої. Це означає, що динамічна характеристика повністю визначає роботу транзисторного каскаду в динамічному режимі – у режимі підсилення вхідної напруги.

Для транзисторного каскаду зі спільною базою рівняння вихідної навантажувальної прямої набирає вигляду

=. (3.72)

Динамічна вихідна характеристика каскаду зі спільною базою будується аналогічним чином за рівнянням (3.72).

Вхідна навантажувальна характеристика

Вхідна навантажувальна характеристика може бути побудована шляхом перенесення точок вихідної характеристики (прямої) на сім’ю статичних вхідних характеристик і подальшого з’єднання цих точок у плавну монотонну криву. Але цей спосіб рідко вживається в інженерній практиці, тому що у довідниках, як правило, даються лише дві вхідні статичні характеристики – при нульовій і при ненульовій колекторних напругах. Тому із задовільною для практики точністю за вхідну навантажувальну криву можна взяти вхідну статичну характеристику, яка знімалася при ненульовій колекторній напрузі. Робоча точка спокою на вхідній навантажувальній кривій має координати: струм бази спокою і напругу бази , яка викликає цей струм.