Аналоговые электронные устройства: Учебное пособие, страница 31

Рассмотрим некоторые схемы термостабилизации.

Для установления заданного электрического режима транзисто­ра достаточно двух элементов  и  (рис.32). При по­мощи резистора  устанавливается ток базы и, следовательно, ток коллектора транзистора, резистор  определяет напряжение на коллекторе при заданном токе коллектора. Величина постоянного тока коллектора определяется уравнением

, ,                               (6.1)

Из уравнения (6.1) следует, что схема рис.32 не обеспечивает высокую стабильность коллекторного тока при изменении температуры переходов транзистора, т.к. ослабляет влияние только одного фактора нестабильности коллекторного тока - температурной зависимости контактной разности потенциалов эмиттерного перехода (входной проводимости транзистора), влияние тока  усиливается, остается без изменения влияние температуры на величину коэффициента усиления .

Рис. 32. Схема электропитания                       Рис. 33. Схема электропитания

транзистора с фиксированным                     транзистора с делителем в цепи базы

током базы                                               

Из-за низкой температурной стабильности коллекторного тока эта схема (рис.32) практически не применяется.

При питании цепи базы через делитель  (рис. 33) ток коллектора можно определить из уравнения

,                                     (6.2)

где .

Из выражения (6.2) следует, что включение в цепь базы делителя уменьшает величину неуправляемой составляющей тока и, следователь­но, её влияние на полный ток коллектора. Стабилизирующее действие  объясняется тем, что оно включено параллельно  и падение напряжения на параллельном соединении, создаваемое током , уменьшается, уменьшается и смещение, открывающее эмиттерный переход, и, следовательно, составляющая коллекторного тока, вызванная током . Стабилизирующее действие   тем сильнее, чем меньше сопротивление . Но включе­ние в цепь базы делителя приводит к увеличению нестабильности то­ка коллектора из-за температурного изменения . На нестабиль­ность, вызванную зависимостью  от температуры, делитель  не влияет. Таким образом, к делителю  предъявляются противо­речивые требования: с целью уменьшения влияния  сопротивле­ния плеч делителя должны быть малыми, а для уменьшения влияния изменений  сопротивления плеч делителя должны быть большими. Кроме того, необходимо учитывать, что делитель по переменному току включен параллельно входу транзисторов и при малых сопротивлени­ях плеч шунтирует вход транзистора, а также увеличивает расход энергии источника питания.

Значительно более эффективным способом термостабилизации электрического режима является введение отрицательной обратной связи по постоянному току. Примером применения отрицательной обратной связи по постоянному току для термостабилизации тока коллектора является эмиттерная стабилизация (рис. 34). Стабилизация тока при такой схеме осуществляется за счет двух эффектов. Сопротивление цепи эмиттера , включенное последовательно с термозависимым сопротивлением эмиттерного перехода транзистора, уменьшает относительное изменение суммарного сопротивления и тем сильнее, чем больше величина . Изменение тока эмиттера преобразуется в пропорциональное ему напряжение на  и передается в противоположной полярности через  на базу транзистора. Таким образом,  и  образуют цепь отрицательной обратной связи, которая изменяет напряжение на базе транзистора так, что уменьшает изменение тока эмиттера. Стабилизирующее действие отрицательной обратной связи тем сильнее, чем больше её глубина (чем больше  и меньше ).