- •1.1. Важнейшие параметры полупроводниковых диодов
- •1.2. Схемы на диодах
- •1.3. Транзисторы
- •1.4. Гибридная п-образная эквивалентная схема Джиаколетто
- •1.5. Основные параметры полевых транзисторов
- •1.5.1. Выходные и стоко-затворные характеристики
- •2.1. Установка точки покоя (рабочей точки)
- •2.1.1. Схема установки рабочей точки с помощью резистора rб, фиксирующего ток базы iб – схема подачи смещения на базу фиксированным током базы
- •2.1.2. Схема установки рабочей точки с фиксированным напряжением – схема подачи смещения на базу с помощью резисторного делителя, фиксирующего
- •2.2.1. Причины нестабильности
- •2.2.2. Схема эмиттерной стабилизации рабочей точки
- •2.2.3. Схема коллекторной стабилизации рт
- •2.2.4. Схема температурной компенсации
- •2.2.5. Схема термокомпенсации с диодным смещением
- •2.2.6. Схема с диодно-резисторным смещением
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2. Классификация обратных связей
- •3.3. Влияние ос на коэффициенты усиления
- •3.4. Влияние ос на Входное Сопротивление
- •3.5. Влияние ос на выходное сопротивление усилителя
- •3.6. Влияние ос на нестабильность сквозного коэффициента усиления
- •3.7. Устойчивость усилителей с ос
- •3.8.1. Критерий Найквиста
- •3.8.2. Ачх и фчх при обратной связи
- •4. Усилительные устройства
- •4.1.1. Предварительные каскады ус
- •4.2. Выходные (оконечные) каскады
- •4.2.1. Двухтактный выходной каскад
- •5. Операционные усилители
- •5.1. Схемотехника оу
- •5.2. Схемы на оу
- •5.3. Активные rc фильтры на оу
- •5.4. Обобщённое описание фильтров
- •5.6.1. Реализация полосового фильтра 2-порядка
- •5.7. Генераторы сигналов на операционных усилителях (оу)
- •5.8. Компараторы
2.2.1. Причины нестабильности
Главной и основной причиной нестабильности рабочей точки является непостоянство температуры окружающей среды.
Транзистор – это твердое тело и он находится в прямом контакте с температурой окружающей среды, которая влияет на стабильность рабочей точки.
Если температура повышается любым образом, то выделяется джоулево тепло, а если температура возрастает, то ток тоже возрастает, который ведет в свою очередь к возрастанию температуры полупроводникового прибора, что приводит к тепловому пробою, то есть происходит оплавление переходов и транзистор выходит из строя.
Уход рабочей точки из своего начального положения имеет, по меньшей мере, четыре составляющих
Разберем эти составляющие.
– обязана температурной зависимости обратного тока – перехода.
– только лишь тепловая составляющая обратного тока.
В справочниках он не указывается, но составляет 10% от обратного тока, указанного в справочнике.
– изменение тока базы, если его помножить на статический коэффициент передачи тока базы , то получим ток коллектора.
– в общем случае это разность температур между нагретого – перехода и комнатной температурой .
, где
– тепловое сопротивление, пс – означает переход-среда.
Это тепловое сопротивление имеет размерность: или .
– мощность, которая выделяется на переходе, за счет протекания тока и приложенного напряжения .
– обязана температурной зависимости .
– статический коэффициент передачи тока базы.
Коэффициент – это коэффициент, показывающий как повышается ток за счет изменения .
– обязана температурному сдвигу входных характеристик транзистора.
Изменение температуры на приводит к сдвигу входных характеристик и, поэтому если поддерживать на базе прежнее напряжение смещения, то рабочая точка сместится вверх. Таким образом чтобы оставить прежним нужно уменьшить напряжение на .
– полное сопротивление в базовой цепи.
– входное сопротивление транзистора.
– это уход рабочей точки, вызванный технологическим разбросом параметров транзистора и , это не тепловая составляющая.
Итог: просуммировав все четыре составляющие, мы получаем величину ухода рабочей точки. Нельзя, чтобы РТ двигалась, следовательно, ее нужно стабилизировать.
Стабилизацию РТ можно осуществлять различными способами. Наиболее распространенным является способ стабилизации РТ с помощью отрицательной обратной связи (ООС).
Меньшее распространение получили способы термокомпенсации. В сложных же устройствах, в особенности в составе интегральных микросхем, стабилизацию осуществляют с помощью генератора стабильного тока (ГСТ).
2.2.2. Схема эмиттерной стабилизации рабочей точки
На основе логических рассуждений, управлять током коллектора можно, изменяя напряжение смещения, т.к. .
Если предположить, что температура увеличивается, токи растут, увеличивается падение напряжения на резисторе и если , остается только уменьшение уменьшая количество носителей, проходящих через барьер.
С точки зрения теории обратной связи (ОС) схема эмиттерной стабилизации РТ – это есть схема с активной отрицательной обратной связью (ООС) по току.
Свойство же ООС по току – стабилизировать ток. Эффективность стабилизации тока покоя коллектора , определяется глубиной ОС , которая может быть вычислена по формуле:
Таким образом, если ток покоя получил , то после введения эмиттерной стабилизации.