- •Электропроводность полупроводников.
- •Электронно-дырочный переход.
- •Полупроводниковый диод.
- •Температурные свойства полупроводниковых диодов.
- •Полупроводниковый стабилитрон.
- •Полупроводниковый триод (транзистор)
- •Устройство и принцип действия биполярного (бездрейфового) транзистора.
- •Выходные характеристики транзистора при включении с общим эмиттером.
- •Входные характеристики транзистора с оэ.
- •Полупроводниковый усилительный каскад на биполярном транзисторе.
- •Фиксация и температурная стабилизация положения рабочей точки.
- •Транзистор как четырёхполюсник.
- •Характеристики транзисторных усилителей.
- •Выпрямители.
- •Двухполупериодные выпрямители переменного тока.
- •Мостовая схема выпрямления.
- •Однополупериодный выпрямитель с индуктивной нагрузкой.
- •Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой и индуктивной нагрузкой.
- •Однополупериодный выпрямитель с ёмкостной нагрузкой.
- •Двухполупериодный выпрямитель с ёмкостной нагрузкой.
- •Внешняя характеристика выпрямителя.
- •Выпрямительное устройство с умножением напряжения.
- •Полевые транзисторы.
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •Четырехслойные переключающие д иоды (динисторы).
- •Кремниевые управляемые вентили – тиристоры (тринисторы).
- •Выключение тиристора.
- •Транзисторные усилители постоянного тока.
- •Усилители постоянного тока (дополнения).
- •Операционные усилители.
- •Примеры построения аналоговых схем на оу.
Фиксация и температурная стабилизация положения рабочей точки.
1 ). Простейший способ фиксации положения рабочей точки – фиксация током покоя базы IбА – осуществляется подбором сопротивления резистора Rб. При этом способе фиксации изменения IкА вследствие колебаний температуры происходят в широких пределах.
По второму закону Кирхгофа
IбRб+Uэб=Eк, => Iб=(Eк-Uэб)/Rб
Так как Uэб<<Eк, то Iб≈Eк/Rб.
Для этого способа фиксации требуется небольшое количество простых схемных элементов, ток смещения IбА почти не зависит от напряжения на эмиттерно-базовом переходе Uэб. Это напряжение необходимо для стабилизации тока коллектора при повышении температуры. Это преимущество.
Установившееся значение тока коллектора , . Ток Iко является неуправляемым током, поэтому положение рабочей точки может меняться. Этому способствует также и увеличение коэффициента при повышении температуры, а также его сильный разброс у разных экземпляров транзисторов. Несмотря на указанные недостатки, токовое смещение используется особенно при экспериментальных работах. Изменение положения рабочей точки существенно уменьшается при больших токах коллектора ( ) и малых нагрузках.
2 .) В идеальном случае смещение на транзистор должно задаваться таким способом, чтобы исключить большие уходы рабочей точки при изменении температуры. Действительно, при отсутствии температурной стабилизации или в случае, когда повышение температуры вызывает увеличение тока коллектора, которое в свою очередь приводит к дальнейшему росту температуры. Таким образом подобный эффект является накапливающимся и может привести к разрушению транзистора, хотя на практике это может произойти только в мощных каскадах. Рассмотрим простейший метод температурной стабилизации рабочей точки.
U эк+IкRк=Eк => Uэк= Eк- IкRк Считаем, что Iк>>Iб. Также запишем
(при условии, что Uэк>> Uэб). Перепишем (2) с учётом (3) и (1)
, откуда . Дифференцируя это равенство по , получаем:
. Отсюда следует, что приращение тока утечки приводит к приращению тока коллектора, равному: , где . Множитель представляет собой коэффициент стабилизации. Необходимо стремиться сделать его по возможности большим. Это достигается применением транзисторов с большим .
Н едостатки: ток коллектора должен быть больше ; имеется ООС (отрицательная обратная связь) по переменной составляющей сигнала, если не предусмотреть специальных мер для развязки; степень стабилизации сравнительно невелика.
Этот метод стабилизации, как правило, применяется в усилительных каскадах с инвертированием сигнала.
Преимущество: для его реализации требуется лишь один конденсатор (вносится только одна дополнительная постоянная времени). Это очень важно для усилителей с ОС.
3.) Стабилизация с помощью резистора в цепи эмиттера. Такой метод стабилизации применяется совместно с делителем напряжения, с помощью которого задаётся напряжение на базе. Из схемы видно, что напряжение на базе задаётся делителем, образованным резисторами R1 и R2.
(при Uб>> Uэб).
При малых сопротивлениях резисторов R1 и R2 и большом Rэ. Эта схема ничем не отличается от схемы с общей базой. Здесь током утечки является Iко (а не ), . В широком диапазоне температур α изменяется незначительно, следовательно, эта схема обеспечивает хорошую стабилизацию.
По теореме об эквивалентном генераторе:
, . По второму закону Кирхгофа , откуда
И з этих трех уравнений получим выражение для Iб и Iк при Uэб<<Uэ:
подставим (6) в (4)
подставим (8) в (7)
подставим (9) в (5)
, где - коэффициент стабилизации. Дифференцируя по , получаем .
При Rэ>>Rб К=1+ . Таким образом разработчик имеет возможность получить необходимую степень стабилизации путём соответствующего выбора сопротивления.