Установка рабочей точки в схемах с общим эмиттером

Для функционирования транзистора в режиме усиления слабых сигналов требуется стабильная установка его рабочей точки. Она должна как можно меньше зависеть от параметров транзистора, подверженных влиянию температуры и разбросу, обусловленному процессом изготовления.

Как отмечалось ранее, наиболее существенное влияние колебания температуры оказывают на напряжение U_бэ в рабочей точке и обратный ток коллекторного перехода I_кбо.

Имеется два принципиально различных способа установки рабочей точки: при связи по переменному току и при связи по постоянному току.

Наиболее часто используется способ установки рабочей точки при связи по переменному току. При этом усилитель или каскад усиления соединены с источником сигнала и нагрузкой разделительными конденсаторами связи C_вх, C_вых (рис.2.21).

а) б) в)

Рис.2.21. Установка рабочей точки при связи по переменному току:

а) током базы с обратной связью по току,

б) током базы с комбинированной обратной связью,

в)напряжением на базе с обратной связью по току

При отсутствии отрицательных обратных связей в результате изменения температуры будут иметь место значительные изменения положения рабочей точки. По первой причине смещение напряжения DU_кэА будут превосходить изменение DU_бэА»-2мВ/град×DT в К раз (K - коэффициент усиления каскада).

По второй причине температурная стабильность в рабочей точке оценивается коэффициентом

,

где S_кбо - коэффициент чувствительности коллекторного тока к обратному току коллекторного перехода. При отсутствии отрицательных обратных связей S_кбо = 1+b_ст , где b_ст - статический коэффициент передачи тока базы (не путать с коэффициентом передачи тока базы в режиме малого сигнала). Следует иметь в виду, что схема тем более устройчива к колебаниям температуры, чем ближе к единице оказывается коэффициент нестабильности S_кбо.

Введение отрицательной обратной связи по току приводит к снижению коэффициента усиления и снижению влияния изменения DU_бэА во столько раз, во сколько снизится коэффициент усиления из-за введения отрицательной обратной связи.

При установке рабочей точки током базы и отрицательной обратной связи по току (рис.21,а) S_кбо » R_б/R_Э. Если использовать комбинированную отрицательную обратную связь по току и по напряжению (рис.21,б), то

.

Из приведенных выражений следует, что отрицательная обратная связь также снижает влияние температуры на стабильность положения рабочей точки, вызванное температурными изменениями обратного тока коллектора.

При установке рабочей точки напряжением с помощью делителя напряжения R₁, R₂ (рис.21,в) стабильность положения рабочей точки при изменении температуры будет наилучшей из рассмотренных схем, так как в этом случае

.

Конденсатор С_э шунтирует резистор R_э для того, чтобы исключить влияние отрицательной обратной связи на усиление малого переменного сигнала. Если необходимо уменьшить коэффициент усиления каскада и повысит стабильность его работы при изменениях таких параметров как разброс параметров транзисторов при монтаже и ремонте, то можно воспользоваться схемами с раздельной установкой глубины обратной связи по постоянной и переменной состаляющим, приведенными на рис.22.

Рис.2.22.Схемы раздельной установки глубины обратной связи

по постоянному и переменному току