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 I_кбо, температурной зависимостью коэффициента передачи входного тока H₂₁. Каждая составляющая приводит в конечном итоге к изменению выходного тока Iк и соответственно к отклонению положения рабочей точки. 

Тепловое смещение входной характеристики вызывает увеличение тока коллектора на величину

                                                 ∆I_k1 = S ⋅g_t ⋅∆T ,                                          (6.6)

где g_т=2‚ 3мВ/^oC – коэффициент температурного смещения,         DT = T_раб – 20^о  - 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 

                                       H_21t = H_21max ⋅ (1 + 0.005∆T),                               (6.8)

вызывает изменение тока коллектора на величину 

                                                       ∆I_k = ∆H21⋅Iб.                                                      (6.9)

Суммарное изменение тока коллектора под воздействием всех приведенных причин равно

                                                                                      ^{∆H       I}

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

                                                                                            21       21

где DH₂₁ = H_21t – H₂₁ – изменение коэффициента передачи тока базы транзистора под действием температуры. 

Количественная оценка температурного режима производится с помощью коэффициента температурной стабильности 

∆I

                                                  S_t =  _∆^k_I^доп .                                             (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 R_б к выходному электроду. Сопротивление резистора в цепи базы R_б для обеспечения заданного режима работы находится из соотношения

                                                       E − )(I     + I     ⋅ R                E

Rб =                ^{o            ко}I       ^{бо        к} ⋅ H21 = I ^o − RH21⋅ к.           (6.12) ко         ко

Недостатком приведенного способа задания режима работы является необходимость подгонки сопротивления R_б 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  S_т 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 R_б 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