Вспомогательные цепи Методы задания режима работы. Принципиальные схемы каскадов. Схемы задания режима работы, страница 2

Особенностью полупроводниковых приборов является зависимость режима их работы от температуры, которая для биполярных транзисторов определяется тепловым смещением входных характеристик, увеличением неуправляемого тока коллектора Iкбо, температурной зависимостью коэффициента передачи входного тока H21. Каждая составляющая приводит в конечном итоге к изменению выходного тока и соответственно к отклонению положения рабочей точки. 

Тепловое смещение входной характеристики вызывает увеличение тока коллектора на величину

                                                 ∆Ik1 = S gt ⋅∆T ,                                          (6.6)

где gт=2‚ 3мВ/oC – коэффициент температурного смещения,         DT = Tраб – 20о  - разность температур.

Изменение неуправляемого тока коллектора вызывает соответствующий рост тока коллектора на величину

T

                                     =∆Iкбо  Iкбо eTa∆    ⋅=Iкбо 2( 8o −)1 ,                               (6.7)

где α = 0.09‚ 0.13 – температурный коэффициент изменения неуправляемого тока коллектора.

Температурная зависимость коэффициента передачи тока базы, определяемая формулой 

                                       H21t = H21max ⋅ (1 + 0.005∆T),                               (6.8)

вызывает изменение тока коллектора на величину 

                                                       ∆Ik = ∆H21⋅Iб.                                                      (6.9)

Суммарное изменение тока коллектора под воздействием всех приведенных причин равно

                                                                                      H       I

                                                       =∆Ik    Iкбо + H 21 ⋅ Hко ,                                   (6.10)

                                                                                            21       21

где DH21 = H21t – H21 – изменение коэффициента передачи тока базы транзистора под действием температуры. 

Количественная оценка температурного режима производится с помощью коэффициента температурной стабильности 

I

                                                  St kIдоп .                                             (6.11)

k

Температурная стабилизация режима работы каскадов, выполненных на биполярных транзисторах, производится схемами коллекторной (Рис.6.3) или эмиттерной стабилизации. При применении первой температурная стабильность обеспечивается за счет отрицательной обратной связи, образуемой подключением резистора Rб к выходному электроду. Сопротивление резистора в цепи базы Rб для обеспечения заданного режима работы находится из соотношения

                                                       E − )(I     + I     R                E

=                o            коI       бо        к H21 = I o RH21⋅ к.           (6.12) ко         ко

Недостатком приведенного способа задания режима работы является необходимость подгонки сопротивления Rб для конкретного транзистора. Это следует из того, что транзисторы имеют значительный разброс параметров, а  расчет производится для транзисторов с усредненными справочными параметрами.

Рис.6.3. Схема коллекторной термостабилизации режима работы

Коэффициент температурной стабильности каскада  Sт при коллекторной стабилизации режима определяется выражением

                                                                   )(R + R    ⋅(H    +)1

                     St =       Rk (RHб ++)121                                         (6.13) k           21        б

и регулироваться не может, так как резистор Rб жестко определяет смещение на базе транзистора. Поэтому в основном применяется схема эмиттерной стабилизации, в которой имеется возможность изменения термостабилизирующего элемента - резистора в цепи эмиттера или эквивалентного сопротивления в цепи базы и соответственно коэффициента температурной стабилизации, который для этой схемы равен