Войшвилло Г.В. Усилительные устройства (2-е издание, 1983) (1095412), страница 21
Текст из файла (страница 21)
4.37) п~рактически не изменяется. Такой способ поддержания коллектехрного тока постоянным, называемый 113 Теперь легко выразить нестабильность коллекторного тока прн конечном соп~ротнвленни /св. Источник ЭДС Л(/в создает ток, направленный в сторону базы и равный Л(/в/(йца+/св), а источник тока Л/в создает ток Л/вйц,/(йна+/св); вместе этн источники изменяют ток базы Л /, =- Л щ/йм, + К,) — Л /, й„,/(йц, + рб) и ток коллектора Л/к —— -Ьм,(Л/~+Л/в) / йм,(Л(/в+Я~Л/а)/(йм,+Р~).
(4.182) Этот же результат можно получить, сложив правые части равенств (4.174) и (4.177). Выражение (4.182) позволяет установить, какие значения /св следует выбирать, чтобы обеспечить лучшую стабильность коллекторного тока; вынося в правой части за скобки Л/ж получаем Л / ам а (Л Ыв/Л 1в+ ттб) а т (4.! 83) нп а+ йа Если Л(/в/Л/в~йц., то ббльшую ~роль играет фактор Л/в и Йв целесообразно взять небольшим; при Л(/е/Л/е)/цы фактор Л(/о сказывается сильнее и /се выгодно увеличивать. са Рпс.
4 4! Прпицнппааьнан схема цепи питании выхолнаго цвтхтактного каскада Рнс. 4 42 Схема цепи питания е вмиттерной етабнлиаациея 4л.а. ццпь смпщения с эмиттврнои стАвилизАциен Одной из распространенных в усилителях переменного тока схем с ОС, предназначенной для стабилизации режима, является схема с эмнттерной стабилизацией (рис. 4.42). В качестве элемента последовательной ОС по току используется резистор )х' Физически выравнивающее действие ОС объясняется тем, что, напримцр, п~ри увеличении тока коллектора под воздействием дестабилизирующего фактора возрастают ток эмиттера и наиряженне, теряемое на гх, Напряжение ЛУэ о, п1риложено к точкам э и б через резистор Лом а также через источник питания н резистор >ха,.
Сопротивление источника питания много меньше 47еы поэтому можно считать, что ЛУэ о передается от точек О, э к точкам б, э через па1раллельно соединенные й>е1 н Кеа с общим сопротггвлением (4.!78). Часть напряжения Авэо, переданная на базу и равная Л и„= й„, Л(7„((Л„+ К„), (4.! 84) стремится уменьшить коллекторный ток, результирующее измене- 114 диодной сгабилпзацией, в отличие от других применяется при работе усилительных элементов в режимах А и В. 7 В качестве и~римера рассмотрим схему цепи питания выходного двухтактного каскада, ~работающего в режиме В > (рис, 4 4!). Зля получения малого над~ряжения смещения и стабилизации тока покоя число диодов выбрано равным числу промежутков базаэчиттер, на которые поступает снимаемое с них постоянное нап1ряжение, существующее на диодной цепочке. Возбуждение транзисторов Ъ4, )гб обеспечивает транзистор нЗ предвыходного однотактного каскада, работающий в режиме Л.
Постоянный ток коллектора этого транзистора создает на диодах требуемое (удвоенное) напряжение смещения. Резисто1р Л4 п1редназначен для стабилизации (эмиттериой) режима работы транзистора Ю. иие которого, таким образом, получается меньше, чем в схеме без обратной связи. Эффективность стабилизирующего действия зависит от глубины ОС. Для получения более глубокой ОС следует увеличивать о, но тогда на нем будет теряться ббльшая доля напряжения ,„сточника питания. С другой стороны, для лучшей передачи наПряжЕННя Д((за К тОЧКаМ б, Э СО|брвтнВЛЕННЕ Згб СЛЕдуЕт ВЫбИратЬ как можно меньшим; для этого в цепи и применяется делитель напряжения Рбь Ябм а не одиночный резистор )(збь При этом постоянный ток, проходящий через Ибь станет больше, и для сохранения установленного потенциала в точке б сопротивление Ра пр дется несколько уменьшить.
Уменьшая Юб, и применяя Лбг, можно получить Рб(йб1 и увеличить коэффициент передачи напряжения через делитель Рб, йи,. Выбирая сопротивления )(б1 и )(б,, надо считаться с тем, что Иб является дополнительной наГРУЗКОй ДЛЯ ПРСДШЕСтВУЮЩЕГО КаСКаДа И ЧтО ПРИ МаЛОМ Дзба УВЕ- личивается ток, потребляемый от источника питания. КОНдЕНСатОр Сбз з ИСПОЛЬЗуЕтСя дЛя ТОГО, ЧтОбЫ СГЛажИВаЮ- щее действие ОС не привело к снижению коэффициента усиления сигнала. Гари небольшом сопротивлении Р, иногда Сба, не п~рименяется.
Получаемая при этом сравнительно неглубокая ОС стабилизирует усиление и снижает нелинейные искажения, хотя в такой же степени уменьшается н коэффициент усиления. Если каскад представляет собой эмиттерный повторитель, то сопротивление йза в цепи эмиттера, являющееся элементом связи с нагрузкой, конденсатором, естественно, не шунтируется. Вводя в эквивалентную схему на рис. 4.40 сопротивление Л„ получим цепь, изображенную на рис.
4.43. Составив контурное уравнение К,ДУ,— Ди,+й„(ДУ,+дУ)+К,(Д|, + йм,(ДУ,+ДУ)1=0, решим его относительно д(в+д(а, вводя в левую и правую части недостающие слагаемые Лбдз'а и атака. Умножая найденное решение д з д з Л ((а + Фб + Лз) Д (з в+ а= Лм а + Пб + () + Лзз а) )~а иа йм, определим искомую нестабильность коллекторного тока д у Лаза (д(~з+ Яб+))з) д)з) (4.185) к' "ззз+ )аб+ () + "зз з) еа Для снижения д!к сопротивление А', следует выбирать большим, как уже отмечалось. Чтобы выбрать сопротивление Рб, представим выражение (4 )85) в такой форме: д у 6м а (д Ьа~д (з+ Лз+ Ю д ~а ЬМ Е + () + ЛМ а) )аз + )(б !(б 'Теперь очевидно, что если /с,=сопэ1, то при /х(/о//А/о+Уса< Ьи,+ + (1+/ггы)/т„т.
е. при /х,>(гх(/а/Л/,— йи,)йггн сопротивление /сб надо 6~рать возможно меньшим и наоборот. 'гэ ! Лг Рнс. 4МЗ. Экапвалентная схема цепи пи- Рис 4.44. Схема цепи питания с эмиттерной стабилизацией тания с коллекторной ста- билизацней 4.7л. Цепь смещения с коллектонногт стАБилизАциеЙ П!ри с1равнительно небольшом изменении температуры и малом разбросе параметров удовлетвсгрительпую стабильность можно получить от более простой схемы, представленной на рис. 4.44. Здесь также используется паграллельная ОС по напряжению, элементом цепи которой является резистор /хб. При изменении, напримео увеличении, коллекторного тока увеличивается ток эмиттеРа и УменьшаетсЯ нал1РЯжение (/кэ — — Е,— /х'„/э, что приводит к уменьшению тока базы /в=((/кэ — 1/Бэ)//сб, и, следовательно, тока коллектора; иначе говоря всякое изменение тока г"к встречает противодействие, уменьшающее степень этого изменения.
Отрицательная параллельная ОС не только уменьшает медленные изменения тока, обусловленные нестабильностью, но и ослабляет полезные колебания, вызванные приходящим сигналом, что, как было показано в п. 3,3.1, обусловлено уменьшением входного сопротивления. Входную проводимость п~ри ОС найдем по формуле (3.34), имея в виду, что здесь У.,=1/йиэ, Уп=1//тб, ="гг = 0, Ум = узы= йм,/йнм Уз= 1%„=Т/й,+1/Рг, п тогда при 1/2л/СР= О 1'.,и= — + — + 1 ! Йэгэйн "гг э иб йгт э нб иначе (4.186) йгт э нб йм в+ Рб —, йэг э Рн по существу является эмиттериой, НаХОдгатСЯ В ЦЕПИ ЭМИттсра, а НЕ проходит ток /э . Поэтому нестадля рассматгриваемой схемы пи11б ! /Хвх Р у вх Р Рассмотренная стабилизация так как резнсто!р /т„фактически коллектогра, поскольку через /т, бильность коллекторного тока ания описывается формулой (4.185) при замене в ней )сэ на )з Из-за не очень высокой степени стабилизации режима, обусл пленной относительно большим сопротивлением )сс, а иногда н Сравнительного малым входным сопротивлением, этот способ используется сравнительно редко.
Наиболее эффективной является эмиттерно-коллекторная стабилизация (4~, которая из-за сложности (большое число элеменОв, сравнительно высокое нап!ряжение питания) находит ограниченное применение. 4.7.5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕПЕЙ СМЕЩЕНИЯ И НЕСТАВИЛЬНОСТИ КОЛЛЕКТОРНОГО ТОКА По известным параметрам транзистора КТ363Б: Апэ =-40, Аз~вмяв=120, лов=973 Оья Ук„—— 5 В, )к=з мА, )ив!=05 тгкА, )7ээ=О 7'С/мВТ и заданным граничным значениям температуры окружающей среды Тэ эп»=- — 10'С, (э мах= -50'С определить изменение коллекторного тока при реализации цепей питания по рис. 4.33, 4.36, 4Л2 и 4.44.
Лопопнительно заданы: )!э=! кОи, )!э=300 Ом, )75=1,5 кОм Находим Рк, 1, ! э х, ймэ Амэ, Авэ~э А!гэбэ, атк е Ауа, АУэ и 51,» х с помощью формул (4.163 — 4.166), (4.171), (4.173) и (4,176): Р, =У 7 =5.3=15 мВт, (и 1п;и = Тс пня + )7псР, = — 10+ 0,7 15.= 0,5', !пэ вээх = (с пэах+ КнРК = 50+ 0 7'15 = 60,5 Лэээ = )г Ащэ пппйэгэпэвх = )г 40'120 70. — (п тю й щэ = (О 8йыэ пэ!и+ О 28эхэ гпах) ( 1— 500' 25' — 0,5' = (0,8 40 + 0,2.120) ! 1 — , ) = 53, 500' (пэ пэах 2о ~ й" эгэ = (0,2 ймэ пэ!и + О 8 Амэ пэах) ! 1 + 275' 60,5 — 25' =-(0,2 40+ 0,8 120)(1+ ' — ) = 114, 275 А Аэхэ = А эх — й ыэ = 1!4 — 53 = 61, 37 7 10 ' 5( пэ щах 5 ) 0 о 10е,сзз (зс.з — 55! 4 МКА ква = ква А 75 = а (ква+ А Иэтэ/К!А'этэ — 4+ 61 3 10~770 41,5 мкА, оУэ = 2,2 1О ((си|эх (с гп!и)+0,04 В = 2,2 1О з (50э — ( — !оэ)]+ + 0,04 = 0,172 В.
Ток и напряжение смещения, найденные по характеристикам транзистора, Оказались равными 7 =43 мкА, у =05 В, н ' ' в ((епь смещения с фиксацией тока базы, Прн идеальной фиксации тока базы (!45-ьсо) изменение коллекторного тока, определяемое по выражению (4 173), оказывается значительным: Ат =Аэээа) =70 0,0415=2,9 мА, 117 но еще больщнм оио получается прн смещении с фиксацией напряжения на базы, когда согласно (4.1?6), А /„ = р„, А и, = й,„ А У,/йы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
