Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Поэтому выбранные режимы по постоянному току должны обеспечивать достаточный запас против ухода рабочей точки в области, где возможны искажения сигналов при максимально возможных реальных их амплитудах. Этот запас должен обеспечиваться при применении транзисторов с их реальными разбросамн параметра ймн в 4 — 6 раз. При этом следует учитывать также возможные отклонения на ~10 или ~-20% от номиналов применяемых резисторов и возможные температурные изменения как параметров транзисторов, так н сопротивлений резисторов.
Стабилизация режима мощных транзисторов. Рассеивание тепла. Рассмотренные выше схемы стабилизации рабочей точки в основном применяются для маломощных транзисторов. Стабилизацию режима мощных транзисторов в некоторых случаях также можно осуществить, используя аналогичные схемы. Например, включив делитель ЯЯз в цепь базы и сопротивление 1х', в цепь эмиттера, можно получить малый коэффициент нестабильности о мЯзЯ,, Легко сделать 1с,Я, малым, если 1сз мало. Однако это не всегда удается, а включать большое сопротивление Я, в цепь эмиттера невыгодно по энергетическим соображениям. Поэтому мощные усилители чаще всего работают при больших коэффициентах нестабильности 5.
Для стабилизации теплового режима мощных транзисторов применяются отвод тепла н различные средства термокомпенсации. Идея термокомпенсацни заключается в следующем. В цепь базы или эмнттера включается резистор, изменяющий сопротивление при нагреве. Этот резистор имеет хороший тепловой контакт с корпусом транзистора, который сильнее нагревается при увеличении тока, поэтому терморезистор изменяет сопротивление.
Он включается так, что при его нагреве уменьшается ток базы или напряжение база — эмнттер, в результате чего уменьшается коллекторный ток, а следовательно, и нагрев корпуса транзистора. 112 где ҄— температура коллекторного перехода; Т,— температура окружающей среды (воздуха); Рк — мощность, выделяющаяся на коллекторном переходе; Аз„,„,— так называемое общее тепловое сопротивление между переходом и окружающей средой, К1ВТ. Общее тепловое сопротивление между переходом и окружающей средой Рт,п-с=лет,п-и+зли,к-р+Йт,р с (5.63) где )тт,„,— тепловое сопротивление между коллекторным переходом и корпусом транзнстора; 74,,, „ — сопротивление теплового контакта между корпусом транзистора и радиатором; Я„,р тепловое сопротивление радиатора, на котором закрепляется транзистор для лучшего рассеивания тепла, т.
е. тепловое сопротивление между радиатором и окружающей средой. Из выражения (5.62) видно, что для уменьшения температуры коллекторного перехода желательно, чтобы каждое из этих сопротивлений было возможно меньшим. Таблица 5.2 Тип траизистора Тепловое сопротив- леиие. К1ит Тепловое сопротив- ленке, КсВт Тип траизвстора КТ802А КТ80ЗА КТ805Л, Б ГТ806Л вЂ” Д КТ90ЗА, Б КТ912Л, Б КТЗ!5А — И КТ361А — К КТЗ!02А — Е КТЗ!07Л вЂ” Л КТЗ1ЗА, Б ГТ329А — Б 2,5 1,66 З,З 2,0 3,33 1,66 670 670 400 420 ЗЗО 800 В табл, 5.2 приведены приближенные значения теплового сопротивления переход — корпус мощных транзисторов и общего 8 Заказ № 1184 1!3 для термокомпенсации можно включать в схемы, подобные схеме на рис.
5.3(, резисторы, изменяющие сопротивления с изменением температуры. Терморезистор, увеличивающий сопротивление при нагреве, включается вместо Р1. Если терморезистор умень!пает сопротивление при нагреве, то он включается вместо т18. Прн этом понижается потенциал базы, что компенсирует увеличение коллекторного тока. 3начительная часть мощности, подводимой к транзисторам от источника питания, превращается в тепло. Большая часть этой мощности выделяется на коллекторном переходе, так как через него проходит большой ток и он работает при напряжениях, сравнимых с напряжением источника питания, Рассеивание тепла имеет место при наличии положительной разности температур между коллекторным переходом и средой, окружающей транзистор.
Представим эту разность температур в виде Т„-Т,= Ряб,,„ теплового сопротивления между переходом и окружающей средой для маломощных транзисторов. Сопротивление теплового контакта между транзистором и радиатором тем меньше, чем больше площадь соприкосновения корпуса транзистора с радиатором. Иногда между ними приходится ставить электроизолирующую прокладку нз слюды, увеличивающую сопротивление теплового контакта. При максимально возможной площади соприкосновения между транзистором и радиатором и минимальной толщине электроизоляционной прокладки можно обеспечить сопротивление теплового контакта порядка половины теплового сопротивления транзистора.
Выражение (5.62) позволяет определить максимально допустимую мощность Рк мь которая может рассеиваться коллекторным переходом: 1 я мах = (Тп — Тс) /В,л-с. (5.64) Для гермавиевых транзисторов допускается максимальная температура коллекторного перехода Т„=Т5 †85 'С, а для кремниевыхх Т„=! 20 — 150 'С. Из (5.64) видно, что транзистор может работать только при температуре окружающей среды, меньшей максимально допустимой температуры коллекторного перехода. При тепловых расчетах радиоэлектронной аппаратуры следует ориентироваться на то, что температура окружающей среды транзистора может достигать 50 — 60'С. Таким образом, при определении Р» (5.64) нужно исходить из максимально возможных значений Т, и Т,. Из (5.64) можно по заданной максимальной мощности Ркм,з найти общее тепловое сопротивление Р,, либо по известному общему тепловому сопротивлению найти максимально допустимую мощность рассеиваиня.
В выражении (5.63) в идеальном случае Р„, р,— — О. Такой идеальный случай соответствует применению очень больших радиаторов, что, конечно, никогда не делается из соображений габаритных размеров и массы аппаратуры. Следует заметить, что при отсутствии радиатора его роль выполняет корпус транзистора.
Общее тепловое сопротивление при отсутствии радиатора можно определить из справочников по транзисторам. Маломощные транзисторы, как правило, используются без радиаторов, так как для рассеивания тепла вполне достаточно площади их корпуса. Поэтому в правой части табл.
5.2 приведены значения общего сопротивления маломощных транзисторов, используемых без радиаторов, а в левой части — типовые значения переход — корпус для мощных транзисторов. Как указано выше, сопротивление теплового контакта составляет часть теплового сопротивления транзистора, поэтому рационально иметь тепловое сопротивление радиатора, соизмеримое с тепловым сопротивлением транзистора. Например, можно рекомендовать радиатор с сопротивлением, равным удвоенному тепловому сопротивлению 'транзистора. Ы4 Для схемы с ОЭ и! — напряжение между базой и змиттером транзистора; !! — ток базы; ив — напряжение между коллектором и змиттером.
Прн малых изменениях токов и напряжений приращение входного напряжения ди, . ди, Л!!! = — Ас!+ — Лим д1, див Обозначим; ди, ~ й„= дс, 1 ив=-соовс1 '(5.65) ди, й!2= див ~с,=сосо!. '(5.66) Роль малых приращений могут играть малые переменные токи и напряжения. Таким образом, для малых сигналов У!=Ав!7!+й!о(/и (5.67) где У! — переменное напряжение на входе; l! — переменный ток на входе; 1,!и — переменное напряжение на выходе. Аналогично, считая, что выходной ток !и является функцией входного тока 1, и выходного напряжения и„получаем !2 )2 (1! и2) и со!2= св!!+ — Л!!2.
дй дсв дв, ди, Для малых сигналов 1о=йв!У!+А„Ум '(5.68) где двв 'вв! = д!! ~ив=свив!~ 522 = д!г (5.70) див св=соввь (5.69) 115 з,з. а-пАРАметРы Б любой схеме включения транзистора, например в схеме с ОБ нли ОЭ, транзистор характеризуется входными, а также выходными напряжением и током, Задав, например, напряжения на входе н выходе, получим вполне определенные входной н выходной токи. Следовательно, из названных четырех величин независимыми являются только две. Б качестве независимых переменных для транзистора удобно взять входной ток !! и выходное напряжение им Тогда входное напряжение и! является некоторой функцией двух независимых переменных !! и и;! и,=1!(1ь ив).
Согласно (5.65) параметр йп является входным сопротивлением транзистора при его короткозамкнутом выходе для переменного тока. Параметр йп можно определить, измерив переменные входные напряжение и ток. При измерении должны поддерживаться неизменными постоянные входной ток и выходное напряжение. Для переменного напряжения на выходе транзистора нужно осуществить короткое замыкание. Параметр Ь,а представляет собой коэффициент обратной связи по переменному напряжению.
Его можно определить, измерив переменное напряжение на входе при наличии некоторого переменного напряжения на выходе. При этом вход для переменного тока должен быть разомкнут, для чего постоянную составляющую тока на входе пропускают через сопротивление, во много раз больше Йп, Параметр Ьа, является коэффициентом передачи тока при короткозамкнутом для переменного тока выходе. Наконец, параметр Ьаа равен выходной проводимости транзистора при разомкнутом для переменного тока входе. При измерении Ь-параметров нужно размыкать низкоомный вход и замыкать высокоомный выход; Ь-параметры являются смешанными (гибридными) параметрами линейного активного четырехполюсника, каким является транзистор при малых сигналах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
