1.4.2 Метод параметричної стабілізації

Метод параметричної стабілізації базується на введенні в схему елементів, які компенсують зміну параметрів схеми при зовнішніх впливах. Наприклад, вплив температури може бути зменшено введенням у схему напівпровідникових елементів або терморезисторів (рис.1.12).

Рисунок 1.12 – Приклади параметричної стабілізації за допомогою

а) – терморезисторів, б) – напівпровідникових елементів

Застосування цього методу особливо ефективно в каскадах на кремнієвих транзисторах, де основну нестабільність струму колектора породжує (через відносно малу величину ). Найкраща реалізація цього методу термокомпенсації досягається в інтегральних мікросхемах (ІМС), де обидва переходи природним чином локалізуються в межах одного кристала і мають абсолютно однакові параметри. Можливе застосування інших термокомпенсуючих елементів, наприклад, використовують поєднання біполярного транзистора (БТ) та польового транзистора (ПТ).

l.4.3 Колекторна стабілізація

Принципова схема каскаду з колекторною стабілізацією для включення СЕ наведена на рис. 1.13.

З рис. 1.13 видно, що колекторна стабілізація може бути отримана на основі схеми зсуву фіксованим струмом бази за допомогою перемикання резистора з джерела живлення на колектор транзистора. Цим досягається залежність струму в колі від значення вихідного струму, оскільки потенціал колектора щодо загальної точки .

Відповідно, коефіцієнт нестабільності:

Рисунок 1.13 – Колекторна стабілізація

З виразу (1.37) видно, що найменше значення коефіцієнт нестабільності буде мати, якщо опір колекторного кола за постійним струмом великий. Ідеальний випадок, коли , тобто (див. вираз 1.37). Але часто виявляється, що і тоді коефіцієнт нестабільності виходить близьким до значення

що відповідає нестабілізованому каскаду, тому що при має значення десятків і сотень одиниць.

Таким чином, практичні межі зменшення коефіцієнта нестабільності S при використанні колекторної стабілізації вкрай обмежені. До того ж у схемі зі СЕ застосування колекторної стабілізації призводить до появи паралельного негативного зворотного зв'язку по відношенню до струму бази за змінним струмом, що знижує підсилення і вхідний опір каскаду. Зворотний зв'язок за змінним струмом може бути відсутній, але це ускладнює схему (поділ на дві частини і включення конденсатора між точкою їх з'єднання і землею).

Термостабілізація в цій схемі здійснюється за рахунок негативного зворотного зв'язку (НЗЗ), введеного в каскад шляхом включення між базою і колектором. Механізм дії НЗЗ можна пояснити наступною діаграмою:

де символами ↑ і ↓ показано, відповідно, збільшення та зменшення відповідного параметра.

1.4.4 Емітерна стабілізація

Схема емітерної стабілізації для включення зі СЕ наведена на рис.1.14. Схема емітерної стабілізації отримана на основі схеми зміщення фіксованою напругою бази. Напруга на резисторі практично не змінюється завдяки тому, що струм подільника значно більший базового струму. Завдяки цьому практично не залежить від параметрів транзистора.

Як згадувалося раніше, при збільшенні температури збільшується вихідний струм, а, отже, зростає падіння напруги на резисторі , включеному в коло емітера. Це означає, що напруга зміщення база-емітер зменшується, оскільки

Рисунок 1.14 – Емітерна стабілізація

Останній чинник призводить до того, що струм через транзистор зменшується, і робоча точка намагається повернутися в початковий стан (див. рис. 1.11. а і б). Таким чином, елементами емітерної стабілізації є резистори . Коефіцієнт нестабільності виразиться як

З (1.38) випливає, що для поліпшення стабілізації опори резисторів подільника слід вибирати по можливості малими. Однак зменшення обмежується зростанням постійного струму, який споживає подільник від джерела живлення, а також зниженням вхідного опору каскаду. З (1.38) також випливає, що для зменшення коефіцієнта нестабільності потрібно збільшувати опір резистора . Але величина визначається вибором вихідного режиму транзистора і не може бути збільшена на величину вищу, ніж це диктується вибраним режимом роботи транзистора за постійним струмом. Компромісним рішенням є вибір коефіцієнта нестабільності в межах S = 3...7, а вже на основі заданого (вибраного) S робиться розрахунок подільника в колі бази.

Конденсатор (рис. 1.14), що включений паралельно , ставиться для уникнення зовнішнього НЗЗ за змінним струмом.

Механізм дії НЗЗ можна зобразити наступною діаграмою:

де символами ↑ і ↓ показано, відповідно, збільшення та зменшення відповідного параметра.