Электроника в вопросах и ответах
Шрифт:
Для схемы ОБ (рис. 4.29, а) для входной цепи имеем
Eэ — Iэ·Rэ — Uэб = 0
Из этой зависимости при заданном Еэ и определенном (для выбранной рабочей точки) токе Iэ можно определить сопротивление резистора Rэ, необходимое для смещения перехода эмиттер — база, соответствующее рабочей точке. Для кремниевых транзисторов
Для схемы ОЭ (рис. 4.29, б) для входной цепи имеем следующую зависимость:
Eб — Iб·Rб — Uбэ = 0
Для определения сопротивления резистора Rб ток Iб определяют из характеристик транзистора для заданной рабочей точки либо из следующих соотношений:
Iб = Iк/h21э; Iб = Iэ/1 + h21э
Можно использовать более простое решение, показанное рис. 4.30, для которого достаточно одного источника питания.
Рис. 4.30. Схема питания транзистора с ОЭ при использовании одного источника
Для схемы ОБ (рис. 4.29, а) имеём:
Eк — Iк·Rк — Uкб = 0
для схемы ОЭ (рис. 4.29, б)
Eк — Iк·Rк — Uкэ = 0
Какие существуют схемы питания транзисторов с делителем напряжения?
Часто совместно с источником напряжения питания используется делитель из резисторов, обеспечивающий большую свободу при проектировании всей схемы смещения транзистора. Пример подачи смещения на МОП транзистор показан на рис. 4.31.
Рис. 4.31. Схема питания для полевого МОП транзистора с использованием делителя напряжения
Резисторы R1 и R2 делителя в этом случае выбираются таким образом, чтобы получить требуемое Uзи, определяемое формулой
Эту же самую схему смещения можно применить также в случае биполярного транзистора, однако на практике при этом добавляются
Что такое схемы стабилизации рабочей точки?
Это схемы, уменьшающие влияние изменений тока Iкбо коэффициента h21э на ток коллектора Iк. Например, изменение тока Iкбо вызывает изменение полного тока, протекающего в цепи коллектора, и в результате происходит смещение рабочей точки транзистора, это в свою очередь влечет за собой изменение входного и выходного сопротивлений, изменение ширины полосы, нелинейных искажений, мощности потерь в транзисторе.
Изменение значений Iкбо и h21э наблюдается под влиянием температуры транзистора, которая зависит как от температуры окружающей среды, так и от электрической мощности, выделяемой в транзисторе.
Схемы стабилизации обычно соединены со схемами питания транзистора, образуя чаще всего общую схему питания и стабилизации. Рассматриваемые до сих пор схемы питания не обеспечивали стабилизации рабочей точки транзистора. Эффективность стабилизации подсчитывают с помощью коэффициентов стабилизации Sст, определяемых обычно как отношение приращения тока или стабилизированного напряжения к приращению тока Iкбо или коэффициента h21э, вызванного ростом температуры, например
Sст = Iк/Iкбо
Для простой схемы питания (без стабилизации) с учетом того, что Iк = h21эIб + (h21э + 1)·Iкбо имеем Sст = h21э + 1, т. е. Sст составляет десятки единиц, тогда как при идеальной стабилизации Sст = 1.
На основе рассмотрения многих схем можно показать, что на практике стабилизация чаще всего сводится к поддержанию постоянных значений тока Iк и напряжения Uкэ.
Дополнительный выигрыш от использования большинства схем, стабилизирующих рабочую точку транзистора, является уменьшение влияния разброса параметров, имеющего место для отдельных экземпляров транзисторов одного типа, на работу транзисторной схемы.
Чем характеризуется схема питания со стабилизацией в цепи эмиттера?
На рис. 4.32 представлена схема питания со стабилизацией в виде резистора, включенного в цепь эмиттера. В схеме без резистора рост тока вызывает увеличение тока в цепи коллектора и увеличение падения напряжения на резисторе, находящемся в цепи базы, что вызывает более положительное смещение перехода и дальнейший рост токов эмиттера и коллектора. Введение резистора в цепь эмиттера препятствует росту токов, поскольку мгновенный рост тока вызывает увеличение падения напряжения на этом резисторе, а следовательно, увеличение напряжения, смещающего переход в непроводящем направлении. Это в свою очередь ведет к уменьшению роста тока и, следовательно, к его стабилизации на некотором, почти постоянном уровне.