Метод обеспечения режима работы транзистора с фиксированным потенциалом базы.

В этой схеме (рис 1.13) зафиксирован потенциал базы U_Бр=const. U_Бр= U_Бэр. Потенциал базы определяется из выражения

. (1.31)

Рассчитать сопротивления R₁ и R₂ можно, используя следующие условия.

1. Через R₁ протекает сумма токов

I= I_дел+I_Бр, (1.32)

I_дел=(5…10)I_Бр. (1.33)

2. Задавшись значением I_Бр, определим сумму R₁+R₂ по формуле

. (1.34)

Сопротивление R₁ можно оценить из условия

U_п=(I_дел+I_Бр)R₁+ U_Бр, (1.35)

Откуда следует

. (1.36)

В данном случае для расчётов удобно использовать схему замещения входной цепи по Тевенину.

Метод с фиксированным током эмиттера. Используется схема включения согласно рис. 1.15. Расчёт схемных элементов производится по соответствующим формулам.

Метод с фиксированным потенциалом эмиттера. Схема включения представлена на рис. 1.18. В данной схеме потенциал эмиттера регулируется методом фиксации потенциала базы с помощью делителя на резисторах R₁ и R₂. Значение потенциала базы рассчитывается из соотношения

. (1.47)

Величину сопротивления резистора R₁ рассчитываем по формуле

.

(1.48)

1.4.2. Обеспечение режима работы транзистора при включении по схеме с ОК

Схема простейшего каскада усиления на транзисторе, включённом по схеме с ОК, представлена на рис. 1.19.

Режим работы транзистора по выходной цепи (ток «покоя» коллектора I_Кр и напряжение U_{КЭ р}) задаётся с помощью резистора R_Э, включённого в цепь эмиттера. Ток базы I_бр и потенциал базы U_{БЭ р} задаётся с помощью резистора R_Б , включённого в цепь базы.

Расчёт режима работы усилительного каскада с ОК выполняется в последовательности изложенной в п.1.4.1.

Методы и схемы обеспечения режимов работы биполярного транзистора, включённого по схеме с ОК.

Метод с фиксированным током базы. Используется схема включения согласно рис. 1.19. В данной схеме уравнение нагрузочной прямой записывается в виде

. (1.49)

Из этого выражения можно рассчитать величину сопротивления нагрузки R_Э в цепи эмиттера по формуле:

. (1.50)

Величину сопротивления R_Б в цепи базы рассчитываем из условий:

(1.51)

Из этих выражений следует, что величина R_Б рассчитывается по формуле:

. (1.52)

Метод обеспечения режима работы транзистора с фиксированным потенциалом базы (схема Ши).

В этой схеме (рис 1.20) зафиксирован потенциал базы U_Бр=const. Напряжение база–эмиттер будет определяться разностью потенциалов базы и эмиттера: U_БЭ= U_Бр–U_Эр. Потенциал базы определяется из выражения

. (1.53)

Потенциал эмиттера равен U_Эр=I_ЭR_Э. Следовательно,

.(1.54)

Рассчитать сопротивления R₁ и R₂ можно, используя следующие условия.

1. Через R₁ протекает сумма токов

I= I_дел+I_Бр.

2. I_дел=(5…10)I_Бр.

Поэтому, задавшись значением I_Бр, определим сумму R₁+R₂ по формуле

. (1.55)

Сопротивление R₁ можно оценить из условия

U_п=(I_дел+I_Бр)R₁+ U_Бр, (1.56)

Откуда следует

. (1.57)

1.4.3. Методы температурной стабилизации рабочей точки биполярного транзистора

Наиболее чувствительным к изменению температуры является коллекторный ток биполярного транзистора. Выполним анализ причин, приводящих к температурной нестабильности коллекторного тока.

Для всех схем включения биполярного транзистора справедливо следующее выражение для коллекторного тока транзистора:

. (1.58)

Поскольку I_К=f(I_Б, I_К0), то полное приращение коллекторного тока может быть представлено выражением

. (1.59)

В этом выражении производная , поскольку значение тока базы , и не зависит от температуры. Следовательно

, (1.60)

где - абсолютный коэффициент влияния.

Очевидно, значение .

Рассмотрим условие работоспособности схемы. Обычно, допускаемое отклонение величины коллекторного тока ΔI_{К доп} определяется соотношением

ΔI_{К доп}≈(0,1…0,2) I_{К р}, (1.61)

где I_{К р} – рабочий ток коллектора.

Схема является работоспособной, если выполняется условие

ΔI_{К расч}< ΔI_{К доп}, (1.62)

где ΔI_{К расч} – расчётное отклонение коллекторного тока.

Схема является неработоспособной, если выполняется условие

ΔI_{К расч}> ΔI_{К доп}. (1.63)

При реализации схемы коллекторной стабилизации для стабилизации рабочей точки используют внутрикаскадную отрицательную обратную связь (ООС) по постоянному току.

В общем случае различают три вида и, соответственно, способа температурной стабилизации режима работы работы транзистора:

параллельная ООС по напряжению (коллекторная стабилизация);

последовательная ООС по току (эмиттерная стабилизация);

комбинированная температурная стабилизация.