И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 23

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 23)

На ' В дальнейшем этот источник обозначен, как и в прелыдушнх схемах, Ег. Рис. 4.!1. Схемы подачи напряжения смеше- ния на базу г ранзисгорв рис. 4.11 показаны типичные схемы подачи смещения на базу. В каскаде ОЭ (рис. 4.!1,а) постоянный ток базы 1ав проходит через резистор Я, на котором гасится почти все напряжение Ег.

Небольшая часть напряжения падает на участке база— эмиттер и является смешением базы: г)в-гв = Ег 1ввЯ. (4.2б) Из этого вырагкения легко определить сопротивление резистора Я: Я = (Ег — ()в-.в)/1ео. (4.26) Обычно (ув.,в "я. Ег и Я Ег/1вв. На рис. 4.11, б показана подача напряжения смещения с помощью делители Я,Яг в каскаде ОЭ.

Здесь основная часть напряжения Е, падает на резисторе Я„а небольшая часть, являющаяся напряжением смещения ()в.,в, падает на резисторе Я„который подключен параллельно входу транзистора. Сопротивления резисторов Я, и Яг можно легко определить по формулам Яг — — (Ег — (гв гв)(1л+1вв) Ег/(1л+1вв); = (7 .,в/1х, (4.27) где 1, — ток самого делителя. Способ подачи напряжения смещения с помощью делителя применяется довольно часто, но он незкономичен, так как источник должен создавать дополнительный ток 1я, нагревающий резисторы Я, и Яг.

Кроме того, в рассматриваемой схеме резистор Яг, будучи подключенным параллельно входу транзистора, весьма заметно уменьшает входное сопротивление каскада. Для получения более стабильного напряжении смещении желательно, чтобы ток делителя 1„был возможно боль- 7! шим. Тогда распределение напряжений на резисторах делителя будет мало зависеть от тока базы, проходящего через один из резисторов. Однако из соображений зкономии энергии источника Ед обычно устанавливают 1„, лишь в 3 — 5 раз больший, чем 1„и Разделительный конденсатор Ср в схемах служит для передачи на вход транзистора усиливаемого переменного напряжения.

Чтобы потеря этого напряжения на конденсаторе Ср была незначительной, его емкостное сопротивление для самой низкой частоты должно быть достаточно малым. Емкость этого конденсатора на низких частотах равна единицам и даже десяткам микрофарад. Поэтому в качестве конденсатора Ср в низкочастотных схемах обычно применяют малогабаритные электролитические конденсаторы. В схемах на рис. 4.11 разделительный конденсатор исключает попадание на вход транзистора постоянного напряжения, если оно имеется в источнике колебаний ИК. Кроме того, в этих схемах при отсутствии Ср и малом внутреннем сопротивлении источника колебаний база и змиттер были бы замкнуты накоротко по постоянному напряжению и тогда Уг„,р было бы близко к нулю.

Емкость Ср рассчитывается исходя из того, что сопротивление !/(едСр) на самой низкой частоте должно быть во много раз меньше входного сопротивления транзистора: 1/(иднСр) ~ Явх (4 28) Тогда потеря входного напряжения на конденсаторе Ср будет малой. Практически достаточно такого условия: 1/(адСр) ( 0,1Я,«. (4.29) Отсюда Ср » >10д(од«Ям). (4.30) Если выражать Ср в микрофарадах, то получаем расчетную формулу 10 10в Ср » )(4.31) н вх В этих формулах од„и низшие частоты.

Для схемы с делителем вместо Я,х транзистора в формулу надо ставить 72 сопротивление Я'„„,эквивалентноепараллельно включенным Я,х и Яд, т. е. Я «Яд Явх + Яд (4.32) По формуле, аналогичной (4.31), следует рассчитывать емкость конденсатора С, шунтирующего источник питания Ед: !О 10в С > . (4.33) н Тогда все выходное напряжение практически будет выделяться на нагрузке Ян и потеря этого напряжения на участке Е, будет малой. Существенный недостаток транзисторов — значительное изменение их характеристик и параметров при изменении температуры. Повышение температуры вызывает увеличение токов, и режим работы транзисторов нарушается. Для борьбы с этим неприятным явлением служат различные методы стабилизации. В схему вводят стабилизирующие элементы, которые обеспечиваю~ относительное постоянство режима при изменении температуры или смене транзистора.

Однако надо иметь в виду, что эти схемы стабилизируют лишь положение рабочей точки, но не устраняют влияния температуры на свойства транзистора и происходящие в нем процессы. Поэтому изменение температуры все же вызывает изменение параметров транзисторов. Таким образом, стабилизация режима лишь частично устраняет последствия вредного влияния температуры. На рис. 4.12 показаны наиболее распространенные простейшие схемы стабилизации режима каскада ОЭ, который наиболее подвержен влиянию температуры (см. гл. 6). В так называемой схеме коллекторной стабилизации (рис. 4.12„а) резистор Я, служащий для установки необходимого смещения на базе, подключен не к источнику Ед, как в схеме на рис.

4.11,а, а к коллектору. Если от нагрева или смены транзистора ток д„ возрастет, то увеличится падение напряжения на Ян, а напряжение У,о соответственно уменыпится. Но тогда уменьшится и напряжение Уь„ Рис. 4.!2, Схемы стабилизации режима уси- лительного каскада с транзистором что приведет к уменьшению тока Таким образом, одновременно происходят противоположные изменения этого тока и в результате он остается почти постоянным.

Рассмотренная схема наиболее проста и экономична„но дает хорошую стабилизацию лишь в том случае, если на резисторе нагрузки падает не менее половины напряжения источника Ез. Кроме того, в данной схеме несколько снижается усиление, так как часть усиленного напряжения передается через резистор Я обратно на вход транзистора с фазой„ противоположной фазе усиливаемого наприжении, т.

е. получается отрицательная обратная связь. Более сложна и менее экономична схема эмиттерной стабилизации по рис. 4.12,6. Она ~ребует источника Е, с несколько более высоким напряжением, но по стабилизирующим свойствам значительно превосходит предыдущую схему. Здесь резисторы Я, и Я образуют делитель для получения напряжения смешения на базе, а резистор Я, в проводе эмиттера является стабилизирующим. Падение напряжения на этом резисторе П, = 1„оЯ, действуе~ навстречу напряжению (/з = 1„Яз. Поэтому напри- жение смещения базы 17о„о — — (7з — Би Резистор Я, создает отрицательную обратную связь по постоянному току. Если под влиянием температуры токи в транзисторе начнут возрастать, то от повышения тока 1,4 увеличится напри- жение (7, и соответственно уменьшится напряжение смещения на базе (7оео, а это вызовет уменыпение токов. В результате такого изменения одновременно в противоположные стороны токи почти по- стояины и режим получается более стабильным.

Для того чтобы резистор Я, не создавал отрицательной обратной связи по переменному току, он зашунтирован конденсатором С, достаточно большой емкости. Его сопротивление для самой низкой частоты должно быть во много раз меньше Я,. Обычно конденсатор Сз электролитический емкостью в десятки микрофарад (в каскадах усиления низкой частоты). Эмиттерная стабилизация работает хорошо, независимо от сопротивления нагрузки Я„, причем тем лучше, чем больше ток делителя 1, и сопротивление резистора Я,.

Но так как напряжение 17, явлются частью Е„ то чрезмерное увеличение Я, приводит к необходимости значительного повышения Ез, что невыгодно. Пренебрегая напряжением (7о.,о по сравнению с другими напряжениями, расчет сопротивлений резисторов для схемы эмиттерной стабилизации делают по следующим приближенным формулам; (Ез — (7эИ1оо + 1л)1 Я и Дл; Я„= и Дэи (4З4) При этом значение 17, выбирается с учетом возможного повышения Ез, а ток делителя 1„обычно составляет (3 —: 5)1оь Обе схемы стабилизации можно применить вместе (рис.

4.13), и тогца стабилизация будет еще лучше. Во многих случаях стабилизация необязательна, так как не требуется высокая стабильность усилении. На рис. 4.14,а показано питание от одного источника транзистора, включенного по схеме ОБ с подачей смещения на базу через поглотительиый резистор Рис. 4.13. Схема коллекторло-эмиттериой ста- билизации 73 а) Е ь г Рис. 4.

!4. Схемы питания транзистора, аклю-. чеиного с общей базой Решая это уравнение относительно Я, находим Е = (Е~ — 1юй — ' (уа. а) Чаа (4 39) Я. Составляя уравнение по второму закону Кирхгофа для цепи постоянного тока базы, получим Ед = !вой + 11ьаа + !дайна, (4.35) А для схемы с делителем Я,Яд (рис. 4.15,б) получим такие формулы: Ег = (1 айд + (!в и)!! и )тз = (Ез — !дйг)т(1аа+ 1д).

(4.40) где йяк — сопротивление источника колебаний постоянному току. Из этого уравнения следует Е = (Ед — (1 аа — 1~айни)/1аа. (4 36) 4.6. ТРАНЗИСТОР В УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДАХ И В ГЕНЕРАТОРЕ В этой схеме конденсатор Ср также должен иметь малое сопротивление. Резистор Я, не уменьшает входное сопротивление каскада, которое остаемся равным входному сопротивлению самого транзистора.

Рис. 4.15. Схемы питания транзистора, Рис. 4.! б. Схема трансформаторного усиливключенного, с общим коллектором тельного каскада В этой схеме конденсатор Ср служит для передачи напряжения источника ИК на вход транзистора. Сопротивление этого конденсатора должно быть достаточно малым, чтобы на нем практически не было потери переменного напряжения. Схема ОБ с подачей смещения на базу через делитель лана на рнс. 4.14, б. В ней сопротивление резисторов делителя рассчитывается по формулам Я, = (1„кяк+ и„ю)71, и Яз = (Ез — 1дЯ!)7(!д + 1г а). (437) Питание от одного источника для каскада по схеме ОК показано на рис. 4.15. Смешение на базу может быть подано через резистор Е (рис.

455,а), и тогда уравнение по второму закону Кнрхгофа для цепи тока базы Е = 1,ай, + Ув-,а+ !аай (438) Выбор тока делителя 1д желательно сделать так, чтобы расход мощности источника на питание делителя был невелик, т. е. ток делителя следует брать меньше илн незначительно больше тока базы. В приведенных схемах ОК поглотительный резистор и резистор Яг делителя снижают входное сопротивление каскада. Рассмотрим несколько простейших схем, являющихся примерами использования транзисторов. Усилительные каскады С транзисторами могут иметь в выходной цепи нагрузку различного вида.

Если нагрузкой служит резистор, как это было показано на предыдущих схемах, то каскад называется реут пщвпыяс Иа низ- 75 ких частотах прнменяюг также лгранс45ормипгорлые когкиды (рнс. 4.16), у которых в выходную цепь включен трансформатор, нагруженный вторичной обмоткой на вход следующего каскада или на какой-либо потребитель мощности усиленных колебаний, например громкоговоритель. Трансформаторные каскады применяют и на высоких частотах, при этом часто нагрузкой служит резонансный колебательный контур, настроенный на рабочую частоту (рис.

4.17). От этого контура усиленные колебания Рнс. 4.17. Схема усилительного каскада С ре- зонансным контуром Рнс. 4,18. Включение источника колебаний на вход транзистора через трансформа гор передаются далее, например на следующий каскад. Нередко в каскадах усиления высокой частоты роль источника колебаний выполняет резонансный контур во входной цепи.

Характеристики

Список файлов книги