С общим коллектором и общим эмиттером. Переход база-эмиттер транзистора имеет вольт-амперную характеристику диода, включенного в прямом направлении

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ

Переход база-эмиттер транзистора имеет вольт-амперную характеристику диода, включенного в прямом направлении. Поэтому, как и для всякого кремниевого полупроводникового диода, при фиксированном значении тока, падение напряжения на нем линейно уменьшается с ростом температуры:

, (20)

причем величина g в широком диапазоне токов не зависит от величины тока через диод.

Влияние температуры на усилительный каскад с ОЭ можно учесть, дополнив схему усилительного каскада источником напряжения DU_T=gDT (рис.18).

На базу транзистора подается сумма трех напряжений: переменного напряжения входного сигнала, напряжения делителя R₁, R₂ и напряжения U_T. При отсутствии входного сигнала изменение температуры приводит к изменению DU_T, что изменит ток базы и, следовательно, напряжение на коллекторе

. (21)

Отсюда легко найти величину температурного дрейфа напряжения на коллекторе

. (22)

Усилительные каскады с ОЭ с R_Э=0 чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры. Чтобы убедиться в этом, предположим, что R_Э=0, а величина U_К в отсутствие сигнала равна Е_П/2. Тогда , а так как r_Э=j_Т/I_К, то

. (23)

При Т»20°С формула (23) дает значение e_T»-0,05Е_П/К°, т.е. изменение температуры на один градус изменит U_К на 5%!

Расчет по формуле (9), показывает, что ток коллектора увеличивается вдвое при увеличении температуры транзистора всего на 8,5°С. Таким образом, усилительный каскад с ОЭ при R_Э=0 при увеличении температуры всего на 8,5°С становится неработоспособным, так как U_К уменьшается при этом до нуля!

Рецепт уменьшения e_Т достаточно прост: надо сделать величину К_U зависящей от частоты: К_U=К_U(f). Причем, при f=0, К_U(0) должно иметь минимальное значение. Схема, реализующая эту идею, показана на рис.19.

В этой схеме величина емкости С_Э выбирается такой, чтобы ее импеданс в полосе усиливаемых частот был бы мал по сравнению с . Тогда для усиливаемого сигнала

, (24)

а для величины температурного дрейфа

. (25)

Сильно увеличивать R_Э для уменьшения e_Т нецелесообразно, так как при этом уменьшится неискажаемая амплитуда выходного сигнала, поскольку I_KR_Э+U_ЭК+I_КR_К»Е_П. Поэтому чаще всего выбирают R_Э~0,1R_К, что согласно (22) дает значение e_Т~21 мВ/K°.

Для увеличения К_U в полосе усиливаемых частот можно сделать . Тогда по формуле (24)

. (25)

Но это имеет смысл, только когда амплитуда сигнала на коллекторе много меньше Е_П, иначе неизбежны значительные искажения.

Упражнение. Покажите, что для схемы на рис.19 при =0 и U_КП»Е/2, коэффициент усиления по напряжению К_U»Е/2j_Т, т.е. приблизительно 20 раз на каждый вольт напряжения Е_П, независимо от b транзистора.

Дата добавления: 2015-07-02