Войшвилло Г.В. Усилительные устройства (2-е издание, 1983) (1095412), страница 20
Текст из файла (страница 20)
При небольших отклонениях точки покоя от среднего положения А отмеченные .нежелательные явления отсутствуют. Для стабилизации этого положения применяют специальные меры, основанные на использовании ОС или компенсационного эффекта. Исходный ~режим ~работы задается либо напряжением смещения Увэ, либо током 1в . Смещение может быть шиксированным, нажример по току базы при 4=1б=сопз( или по нап~ряжепию на базе при ивэ — — Увэ = =сопз1, либо автоматически регулируемым, когда при изменении тока коллектора напряжение или ток базы также изменяются, но в сторону выравнивания режима работы транзистора.
Для определения нестабильности тока, нап~римс~р коллектора или Расчета номиналов элементов цепи питания, должны быть известны пределы изменения температуры перехода 1„. При отсутствии теплоотвода (радиатора) 1,=1,+Л„)зк, (4.162) 1, — температура окружающей среды, Р„, — тепловое сопротивление промежутка переход — окружающая среда, являющаяся пафамепром транзистора, а (4.1б3) ! Рк = (1кэ 1к !08 (4.165) Ь 2 =- (0,2Ь +0,8Ь ) ~1+ 1' вах ~у 1 (2в!...
300) ' где (4 166) ал.!. цепи смгщения с Фнксацией токА БАзы и нАпРяжения н 1 БАзе Фиксация тока 7Б практически достигается, если в цепи базы находится ~резистор !гс с высоким сопротивлением (рис. 4.33). В этих условиях 7 =-(Е,— У )Я~, (4. 167) а так как обычно Ес»(увэ, то Уз =Ее))7с=сопз(, т. е. ток смешения базы практически не зависит от параметров отдельного экземпляра транзистора и от температуры перехода. а Известно, что у т)ранзист1дра ~Э = а Б + ах а К Ь2] б ~Э+ ~КБЭ (4.168) ПОЭтоМу Ьм б!Б К ! + Ьахб + †"' †' (4 160) !+Ьвб или Рис аая 48?. Схема са1ещес фиксапкей тока базы Ьм, зависят От тем- к = Ь21 э ! г.
+ (1+ Ьм э) 7кв с. (4,170) Обратный ток коллектора 7кв о и параметр пературы перехода 1,: 109 мощность, рассеяния на коллекторе. При этом (пппб=(св1п+)~эс~ к* (првах=(сппх+!Асс~ к (4 164) где (сэ максимальнаЯ РабочаЯ темпЕРатУРа, пРичем 1 э вах~~ (1а вах. При охлаждении транзистора с помощью радиатора с тепловым сопротивлением 17хс, в (4.!64) !Т.а заменяется суммой !г„„+)т„„пде х,„— тепловое сопротивление промежутка переход — кс?рпус, парамет?р ??ранзисто1ра.
За номинальное значение параметра Ьа„рекомендуется принять среднее геометрическое (см. (4.69)), С повышением температуры перехода параметр Ь21, увеличивается на (0,3... 0,4) % на 1' сверх 25' и уменьшается на (0,15... 0,25) % на 1' п1ри ее понижении, считая от 25' С учетом влияния изменения температуры перехода и технологического разброса прп 10%-й отбраковке к1райние !расчетные значения Ь,1, оказываются равными Ьааэ=(08Ь21 вп+02Ь21авах) ~1 (600...
400) ' ~КВ О 1 ~КБ О ' 10 (4.171) причем для кремниевого транзистора а=0,02... 0,025, а для гермаиненого а=0,03... 0,035. Кроме того, вследствие технологического (разброса значения параметра йи, отдельных экземпляйэов могут отличаться в два раза и более. Темпцратура же перехода за счет выделения тепла внутри транзистора, обусловленного рассеянием мощности на коллекторе, несколько превышает температуру окружающей среды. Ток ! сам по себе мал (у маломогцных кремниевых транзисторов порядка 0,02...0,5 мкА, а у германиевых по крайней мере на порядок больше).
Однако при повышенни температуры на 30 ... 50'С и больше, особенно у гермаяиевого транзистора, ток 1К,, умноженный на (1+йм,), оказываетсн порядка нескольких миллнампер, т. е. сравнимым с коллекторным током покоя при ватной температуре Например у транзистора ГТ313А (К 5 мк КБО =60 и при изменении температуры перехода от 25 до 65' (1+ азха) / ° 10О ш ( гп аа ) = (1+ 60) 5.10О Оз (Оз ~а 1 = 4900 мкА = 4 9 мА. Поскольку у кремниевых транзисторов ток 7 мал и, кроме того, прв КБО повышении (а он растет медленнее, чем у германисвых, то в больш~гнстве случаев для них можно принять (К )мО. Для вывода соотношений, используемых при анализе более сложных схем, продифференцнруем выражение (4370), полагая, что 7Б — — сопз1 и 1+йз1аяа ~ йз1м Б г(йзха + йзгайукпа + )каа с(йиа1 иначе г(7 = 1 Нйи~/)ьм~ + йиен( где 1к — исходный ток покоя транзистора при 1 =1 , определяемый из Б= Б' (4.170).
Как видно из рнс. 4.34, повышение температуры перехода вызывает сдвиг характеристики и увеличение ее крутизны, равной йыа. Переходя от дифференциалов к конечным приращениям и обозначая экви- валентное изменение тока в цепи базы, отображающее влияние Л! и Ьйз„ на ток коллектора, КБО О й 1О К/й ззз + КБО (4.172] де Л! Π— — 1 — 1, получаем А (К = азха А уе. (4.173) Равенству (4.173) соответствует эквивалентная схема на рис. 4.35, в которой показано, что )(О=ос, как и должно быть для того, чтобы ток базы получился строго постоянным. При конечном значении этого сопротивления часть тока Ыа ответвляется в )7О, а оставшаяся часть, пропорциональная Маг'(йп,-ЬЛО), протекает через вывод базы и, следовательно, управляет током коллектора, ко- торый в этих условиях изменяется на А )К = Азха)гб А )аг(йгза+ )гб).
(4.174) При )ге=О не происходит изменения коллекторного тока, обусловленного дестабилизирующим фактором Ыа. Сопротивление гтб (~рнс. 4.35) определяется структурой цепей питания т)ранзистора. На основании теоремы об эквивалентном генг)ратойэе эти цепи можно заменить последовательно включен- 11О иым ксивником Е, с внутренним сопротивлением тсо (рис, 4.36». 0нчевидно, )что при )то=О на базу подается фиксированное (строго постоянное~ напряжение смешения Уаэ =Еов. Но, как было показано, при~)ха=0 дестабилизирующие факторы Мква и Лйзы не изменяют ре~сим работы. В этом случае характеристика прямой 7х+А7 Б Рис 4Д5.
Эквивалентная схема для определения нестабильности коллекторного тока пря фиксированном смещении тока базы передачи (к=)(ив ) смещается почти параллельно со ско1ростью цриблизительно — 2,2 !О-з В на 1' изменения темпоратуры перехода (рис. 4.37), что эквивалентно появлению в цепи между базой н эмиттером напряжения Ли э, но без сдвига характеристики, или сдвигу характеристики на величину Ливэ при одном и том же при~ращении тока Л(к. Заменим Ли в на — ЛУе и примем во ук'т)7к Рнс. 4 ЗБ. Обобщенная Эквивалентная схема пепи питания базы внимание технологический, разброс па1раметров, из-за которого характеристики смещаются на 0,03...
0,06 В, и тогда ЛУа= 22 10 'Л)с+(О 03 "0 06 В). (4.175'р 111 Рис. 4.34. Влияние изменения телБпературы перехода при )в — )в — сапы Яз= =ос) на положение характеристики 1( в) БЭ БЭ Рис. 4.87, Влияние изменения температуры перехода при и = )т' = сопз1 Яе = 0) на положение характеристики )к =1(и э ) вэ При этом Лу,= р„,й(/„ (4. 178) Поскольку сдвиг ха~рактеристнк /к=/(ив ) эквива тен появлению в цепи базы ЭДС, равной Л(/о (рнс. 4.38), то/прн наличии конечного сопротивления /се мэ эри этэ э (4 177) Л„,б/г Л Ли Лыа+ /гв Лп э+ ггб --з 1 1 1 1 ! .1 Рис 4ао Эквивалентная схема лля опрезетения нестабильности коллекторного тока при фиксированном смещении напряжения на базе Рис 4ЗУ Схема подачи напряжения на базу с помощью делителя на- пряжения Прп /66=0 изменение коллекторного тока может оказаться значительным, а п1ри Ке=оо рассматриваемого сдвига характеристики не существует.
Напряжение смещения (/ э составляет доли вольта. Для получения такого почти фиксированного напряжения смещения на базе на практике применяется делитель напряжения и один источник питания цепей базы и коллекто1ра (рис. 4.39), Согласно тегхреме об эквивалентном генераторе в данном случае /зб /~61 /чав/(/зез + /~66) (4.178) Еэ н = Яаа Еа/Раз+ /46э). (4,!79) При этом требуется, чтобы Яо«й»э. Если в качестве тсоз вместо резистора использовать диод, то следует различать его сопротивления: диффцренциальное и постоянному току. Дифференциальное сопротивление используется при расчете нестабильности ~режима работы: гя~ Ьил/Л/л 1/(25„,40) 1д, (4.
18О) где первое значение числового коэффициента характеризует к1ремневый диод, второе — германиевый. Рассчитывая исходный режим работы по постоянному току транзистора, следует ориентироватькя на сопротивление постоянному току Кд = (/д/уд, (4. 181) 112 определя диода. П~ри и пользоват темники за исходи п статической (вольт-амперной) характеристике довании более сложных цепей питания удобно исвивалентную схему, содержащую независимые исющего тока Л/е и ЭЛС Л(/о, которые были приняты акторы нестабильности (рис.
4.40). Рис 440 Общая эквивалентная сиена для ояределенкя нестабильности а1н а та. цепи смешения с дноднон стлвнлизлциеи тири изменении температуры статическая характеристика диода 1д =/(ид) сдвигается примерно так же, как и зависимость (к= =/(па), н приблизительно с такой же скоростью, т. с. на 2,2Х Х10 а В/'С. Если через диод перепустить постоянный ток, превышающий в несколько раз ток базы, то, пап~ример, при повышении и зависимость /д=/(и ) сдвигается влево, п~ри этом напряжение (/д=(/вэ снизится приблизительно,до такого значения, при ~~~ором ток /к (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
