Стабилизация режимов работы транзисторов

Процессы, происходящие внутри усилительных элементов, в значительной степени зависят от температуры. А значительное изменение температуры приводит к изменению параметров и характеристик транзистора, повлечь за собой смещение точки покоя, потери работоспособности схемы. Помимо температуры окружающей среды, причиной нагрева устройств является мощность, рассеиваемая транзисторов в коллекторном переходе при протекании коллекторного тока. Таким образом каскады на биполярных транзисторах требуют температурной стабилизации, чтобы снизить влияние температуры на точку покоя.

Кроме того, на изменение положения точки покоя влияют и сами схемы включения биполярных транзисторов. Так в схеме с ОБ изменение тока коллектора составляет десятки – сотни микроампер и практически не сказывается на положении точки покоя.

В схеме с ОЭ изменение тока коллектора составляет несколько миллиампер, что приводит к значительному смещению точки покоя.

Таким образом схема с ОЭ требует обязательной стабилизации точки покоя, для чего используют внешнюю отрицательную обратную связь.

Различают следующие способы стабилизации точки покоя:

Стабилизация точки покоя отрицательной обратной связью по напряжению – это такая коллекторная стабилизация, при которой смещение на базу осуществляют включение Rб между коллектором и базой. Тогда при увеличении тока коллектора уменьшается напряжение коллектора, что приводит к уменьшению тока базы. И тогда смещение точки покоя будет меньше. Стабилизация рабочей точки тем выше, чем меньше сопротивление коллектора.

Стабилизация точки покоя ООС по току, это такая стабилизация называется эмиттерной и осуществляется за счет включения Rэ в цепь эмиттера. При этом на базу транзистора подается фиксированное напряжение с помощью делителя Rд1, Rд2.

При увеличении тока коллектора, происходит увеличение и тока эмиттера, а, следовательно, и падение напряжения на эмиттерном сопротивлении. Уменьшает напряжение база – эмиттер, уменьшается ток коллектора. Резистор Rэ создает ООС по переменному току, поэтому шунтируется конденсатором большой емкости (порядка сотен пикофарад). В данной схеме Rк не влияет на стабильность точки покоя, поэтому наиболее используема.

Однако использование приемов стабилизации точки покоя, цепи стабилизации потребляют дополнительную мощность от источников питания и ухудшают усилительные свойства каскада. Такая потеря мощности составляет 20-100% мощности коллекторной цепи. Поэтому приходится применять специальные меры, особенно в выходных цепях, - термокомпенсацию

Термокомпенсация точки покоя.

Для организации такой стабилизации используют термочувствительные резисторы (терморезисторы, полупроводниковые диоды, смещенные в прямом или обратном направлении).

Схемы с термокомпенсацией хорошо работают при колебаниях напряжения источника питания и при низких рабочих температурах. С повышением температуры сопротивление терморезистора уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения на базе транзистора., а ток коллектора остается неизменным.

Термосопротивления бывают с отрицательным и с положительным температурным коэффициентом. Первые включаются вместо Rд2 или цепь коллектора, вторые – в цепь эмиттера.

Стабилизация точки покоя ООС по напряжению

Стабилизация точки покоя ООС по току

Стабилизация точки покоя ООС комбинированным способом

Дата добавления: 2014-01-06