АНАЛ.ЭЛЕКТРОНИКА / theory

а) Фиксированный ток базы

+E

IоБ

RБ Rн

J=Iок

Рис.2.43.Схема с фиксированным током базы

Расчетные соотношения

Основной недостаток – влияние - неточность и нестабильность. б) Фиксированный потенциал базы.

+E

Рис.2.44. Схема с фиксированным потенциалом базы

Порядок расчета приведен ниже:

70

Недостатки - сильная зависимость тока от температуры через UОБЭ .

в) Наиболее распространены ГСТ с эмиттерной стабилизацией

Рис.2.45. ГСТ с эмиттерной стабилизацией

IДЕЛ>>IОБ , I ДЕЛ R1 UОБЭ IОЭ Rэ ,

г) Для повышения точности и стабильности кроме термостабилизации с помощью резистора Rэ применяют термокомпенсацию.

71

2.19. Источники стабильного тока на дискретных полевых транзисторах.

Часто из-за простоты реализации источники тока выполняют на полевых транзисторах.

Ri U

I

Рис.2.47. ВАХ ПТ

72

Iс Iснач

Rи

Iос=J

Uз

Uози 0

Рис.2.50. Точка покоя на стокзатворной ВАХ.

2.20. Применение ГСТ. Усилитель на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером с динамической нагрузкой

Под динамической нагрузкой понимается источник тока с большим дифференциальным сопротивлением Ri в цепи коллектора.

Uвых

Iк Rн

Uвх

Рис.2.51. Усилитель ОЭ с динамической нагрузкой

По постоянному току транзистор нагружен на ГСТ, СЛН− горизонтальная прямая. На переменном токе или для приращений ДЛН задается сопротивлением нагрузки, так как

Rкн Ri // Rн Rн

В режиме х.х.

Так как Ri>>Rк, коэффициент усиления может быть увеличен в де- сятки-сотни раз, теоретически до 104.

74

Рис.2.52. Линии нагрузки усилителя ОЭ с динамической нагрузкой

Для нейтрализации влияния Rн усилитель с динамической нагрузкой как правило дополняется эмиттерным повторителем.

Сложность реализации усилителя с динамической нагрузкой заключается в необходимости выполнения очень точного равенства тока покоя

Uокэ Uкэ

Рис.2.53. Точка покоя усилителя ОЭ с динамической нагрузкой

Из-за большого сопротивления в коллекторе доже очень малая погрешность тока приводит к недопустимой погрешности по напряжению

75

покоя. Например, Iок=5 мА, J =5,1 мА. I=0,1 мА. При Ri=100 кОм погрешность напряжения U= I ∙ Ri =0,1∙10−3∙105=10В. Транзисторы выходят из активного режима.

J<Iок

Рис.2.54. Сдвиг точки покоя усилителя ОЭ с динамической нагрузкой

Для стабилизации режима покоя обычно применяют коллекторную стабилизацию по напряжению Uкэ.

С3

R2 IОБ

IОК

С1

Uвх

Рис.2.55. Коллекторная стабилизация усилителя ОЭ

Благодаря большому усилению схема ОЭ с динамической нагрузкой широко применяется в микроэлектронике при реализации усилителей постоянного тока с большим коэффициентом усиления –ОУ.

76

Рис.2.57. Параметрический стабилизатор напряжения с источником стабильного тока

Практические схемы позволяют получить КСТ >100. Для уменьшения влияния нагрузки такие схемы применяют, как правило с эмиттерным повторителем.

2.23. Эффект Миллера в инвертирующих усилителях. Способы снижения влияния эффекта Миллера на АЧХ. Схемы с уменьшенной проходной емкостью – каскод и каскад с эмиттерной связью.

В области высших частот сопротивление генератора сигнала и входная емкость усилителя образуют ФНЧ, параметры которого ограничивают верхнюю частоту.

Icк Uвых

Ск

Rг С1

Eг

Uвх

Сэ

Icэ

Рис.2.58. Входные емкости усилителя

78

Сэ –диффузионная емкость прямосмещенного эмиттерного перехода, Ск – барьерная ёмкость обратносмещенного коллекторного перехода. Так

как эта емкость между входом и выходом, то она имеет название проходная емкость.

Эффект Миллера−это увеличение влияния проходной ёмкости в

(1+ Ku ) раз.

Рис.2.59. Эффект Миллера

Вследствие эффекта Миллера верхняя частота усилителя обратно пропорциональна коэффициенту усиления

Для нейтрализации эффекта Миллера применяют схемы включения ОЭ-ОБ –каскод.

Каскодный усилитель − усилитель, содержащий два активных элемента, первый из которых включен по схеме с общим эмиттером (истоком, катодом), а второй — по схеме с общей базой (затвором, сеткой). Название схемы произошло от словосочетания «КАСКад через катОД» (англ. "CASCade to cathODE").

79