- •2. Установка рабочей точки биполярного транзистора
- •Определяем тип транзистора
- •2. Задаем постоянный ток коллектора iк бт
- •3. Задаем постоянное напряжение ukэ бт
- •4. Определяем в рабочей точке постоянный ток базы iб бт
- •5. Задаем в рабочей точке постоянное напряжение uбэ бт
- •6. Определяем элементы базовой цепи
- •7. Определяем мощность, рассеиваемую на элементах схемы
Данный материал из методички
Завьялов С.А. Схемотехника усилительных устройств на биполярных транзисторах. Методические указания к практическим занятиям и самостоятельным работам. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006.-44 с.
2. Установка рабочей точки биполярного транзистора
С
Рис. 2. Варианты
установки рабочей точки БТ с фиксацией
напряжения на базе (слева) и тока базы
(справа)
Р
Рис. 2.3.
Разновидности схем установки рабочей точки с фиксированным напряжением на базе представлены на рис. 2.3, 2.4. На схемах клеммами «вх», «вых» обозначены места для подключения к источнику сигнала и к нагрузке.
Для схемы на рис. 2.3 источник базового смещения ЕCM (как правило, напряжение ЕCM меньше, чем напряжение UП) отделен от базового перехода БТ VT1 сопротивлением R1, которое служит для развязки источника сигнала по переменному току от низкоомного сопротивления источника смещения и задания величины постоянного тока базы IБ VT1 в его рабочей точке. Недостаток схемы формирования напряжения базового смещения на рис. 2.3 - в наличии дополнительного источника напряжения ЕCM.
В схеме на рис. 2.4 роль дополнительного источника смещения выполняет источник питания UП, с помощью которого и делителя напряжения R1, R2 к базе транзистора прикладывается необходимое для открывания перехода Б-Э напряжение.
С
Рис. 2.4
С
Рис. 2.5
Все схемы формирования базового смещения транзистора в силу разброса свойств БТ, таких как зависимость прямого падения напряжения на переходе Б-Э от температуры для схем на рис. 2.3, 2.4, зависимость коэффициента усиления по току БТ от температуры в схеме на рис. 2.5, технологического разброса коэффициента усиления по току БТ, достаточно требовательны к точному выбору значения сопротивления R1, которое часто во всех рассмотренных схемах делают регулируемым или подстроечным.
Устранение влияния дестабилизирующих факторов на режим работы БТ по постоянному току достигают использованием цепей отрицательной обратной связи (ООС). Упрощенно принцип обратной связи состоит в том, что часть полезного сигнала с выхода схемы поступает обратно на ее вход, причем для отрицательной обратной связи характерно уменьшение (компенсация) входного сигнала под воздействием выходного сигнала, поэтому она и называется отрицательной. С точки зрения стабилизации рабочей точки БТ принцип ООС следует понимать так, что доля выходного напряжения или тока (а для БТ выходной цепью является цепь коллектор-эмиттер, и, следовательно, выходным сигналом должны являться параметры выходной цепи - ток коллектора или эмиттера, или напряжения на коллекторе или эмиттере БТ) должна поступать обратно во входную, базовую цепь БТ и воздействовать на напряжение или ток в базовой цепи противофазно дестабилизирующим факторам с целью уменьшения их влияния на режим БТ по постоянному току.
Н
Рис. 2.6
Напряжение (рис. 2.6) на базе UБ транзистора VT1 зафиксировано делителем напряжения Rl, R2. Ток эмиттера IЭ=IК+IБ ≈IК в соответствии с законом Ома вызывает падение напряжения UR4 на эмиттерном сопротивлении R4. Любое изменение IБ или UБЭ под действием дестабилизирующих факторов вызывает соответствующее изменение IЭ и, следовательно, изменение падения напряжения UR4. Так как напряжение перехода UБЭ=UБ-UR4 в соответствии с законом Кирхгофа, a UБ = const зафиксировано, то изменение падения напряжения UR4 на эмиттерном сопротивлении R4 обязательно приведет к изменению напряжения UБЭ, причем противофазно изменению напряжения на R4. Например, в случае даже незначительного увеличения IБ произойдет значительное увеличение IЭ в силу усилительных свойств БТ и, следовательно, напряжение UБЭ на Б-Э переходе уменьшится, что в свою очередь скомпенсирует увеличение IБ, осуществив, таким образом стабилизацию рабочей точки транзистора VT1.
С
Рис. 2.7
Общий подход к расчету режима БТ по постоянному току для схем (рис. 2.3...2.7), работающих в активном (линейном) режиме примерно одинаков, хотя имеются различия, относящиеся к выбору элементов стабилизации рабочей точки БТ в базовой цепи транзистора.
Порядок расчета элементов схемы для установки рабочей точки БТ, работающего в линейном режиме (рис. 2.3...рис. 2.7), следующий.