2.1.3. Режим с

В режиме С, так же как в режиме В, УЭ работает с отсечкой выходного тока. Причем угол отсечки  < /2. Для этого рабочая точка должна располагаться левее точки пересечения спрямленной СДХ с осью напряжения. Режим С имеет более высокий КПД по сравнению с режимом В за счет лучшего использования УЭ по току. При малом угле отсечки КПД каскада приближается к 100%. Однако с уменьшением возрастают уровни как четных, так и нечетных высших гармоник по сравнению с первой гармоникой, т.е. возрастает коэффициент гармоник Причем, наличие интенсивных нечетных гармоник, которые не компенсируются двухтактной схемой, делает неприменимым этот режим в апериодических усилителях.

Режим С широко используется в усилителях мощности радиочастот, которые, как правило, нагружаются на сложные избирательные LC-системы, способные эффективно отфильтровывать высшие гармоники и обеспечивать в нагрузке только ток первой гармоники.

2.1.4. Режим d

В режиме D УЭ работает как электронный ключ, т.е. УЭ или закрыт, или открыт. В первом случае через УЭ протекает незначительный ток, а во втором мало падение напряжения на нем. Поэтому и в закрытом и в открытом состоянии потери в УЭ в режиме D ничтожно малы и КПД каскада приближается к 100%.

Очевидно, что этот режим нельзя непосредственно использовать для усиления гармонических сигналов. Их необходимо преобразовать в прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, длительность которых должна меняться пропорционально мгновенному значению гармонического сигнала. После усиления этих импульсов в режиме D, осуществляется их обратное преобразование (демодуляция) в сигнал первоначальной формы.

2.2. Температурная нестабильность режима биполярного транзистора

Температурная нестабильность режима биполярного транзистора (БТ) в основном определяется тремя факторами: изменение обратного тока коллекторного перехода ; изменением напряжения на эмиттерном переходе; изменением статического коэффициента передачи тока базы, .

Зависимость тока от температуры выражается формулой

, (2.9)

где - температура перехода, - значение тока при , a=0,02…0,025 для кремниевого транзистора и а=0,03…0,035 для германиевого.

Поскольку на коллекторном переходе рассеивается электрическая мощность, то температура перехода всегда выше температуры окружающей среды

(2.10)

где - тепловое сопротивление промежутка переход – окружающая среда, а - мощность рассеяния на коллекторе. Сопротивление имеет размерность С/Вm или С/мВm и показывает на сколько увеличится температура перехода по сравнению с температурой окружающей среды на единицу мощности рассеяния на переходе.

, (2.11)

г де - тепловые сопротивления переход-корпус и корпус-окружающая среда.

При охлождении транзистора с помощью радиатора с тепловым сопротивлением

(2.12)

Ток у маломощных кремниевых транзисторов равен примерно 0,02…0,5мкА, а у германиевых по крайней мере на порядок больше.

При изменении температуры меняется ток прямосмещенного эмиттерного перехода (рис.2.3). Характеристика смещается почти параллельно со скоростью приблизительно –2,2 В на 1 изменения температуры перехода, что эквивалентно появлению в цепи между базой и эмиттером напряжения , но без сдвига характеристики. Этот прием избавляет от необходимости пользоваться семейством статических характеристик при разных температурах (очень часто такое семейство просто отсутствует) и производит все расчеты температурных изменений по одной характеристике.

Заменив на - и учтя технологический разброс параметров, получим

(2.13)

где - изменение температуры окружающей среды.

Известно, что у транзистора

. (2.14)

Значит ток изменяется не только при изменении , но и при изменении С повышением температуры перехода параметр увеличивается на (0,3…0,4)% на 1 сверх 25 и уменьшается (0,15…0,25)% на 1 при ее понижении, считая от 25.

С учетом влияния изменения температуры перехода и технологического разброса при 10% отбраковке крайние расчетные значения оказываются равными

,

, (2.15)

и

. (2.16)

Реальный БТ работающий в диапазоне температур, можно заменить идеальным, режим работы которого абсолютно стабилен, а влияние температуры на его режим учесть с помощью трех дестабилизирующих факторов , и (рис.2.4). На этом рисунке генератор тока отображает совместное влияние и на ток коллектора. Выражение для можно получить из (2.14), взяв производную от по и , полагая и , получим

где (2.17)

Зная величины возмущающих источников и и способ (схему) подачи питающих напряжений на электроды транзистора, можно определить приращение . В общем случае

(2.18)

где , - коэффициенты нестабильности, характеризующие чувствительность тока коллектора соответственно к изменению , и напряжения .

Эти коэффициенты имеют четкий физический смысл: - коэффициент усиления схемы по постоянному току; - проводимость прямой передачи схемы по постоянному току. Чем меньше и , тем стабильнее схема. У высокостабильных схем =1,2…2, =0,1…1мСим.