6. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ
Под заданием режима работы при заданных значениях напряжения питания, сопротивления в выходной цепи и выбранном классе работы понимается обеспечение требуемого смещения на управляющем электроде (базе биполярного или затворе полевого транзистора). Это смещение должно обеспечить в статическом режиме работы каскада протекание тока покоя Iко (Iсо для полевого транзистора) и напряжения между эмиттером и коллектором Uко (Uco для полевого транзистора), что обеспечивает положение заданного положения рабочей точки.
Выбор статического режима производится таким образом, чтобы при минимальных энергетических затратах и допустимых искажениях формы усиливаемого сигнала обеспечить его максимальное усиление.
Для реализации данной задачи используются способы построения схем с независимым смещением, с фиксированным током базы или с фиксированным потенциалом базы, а для схем на полевых транзисторах – в основном схема с автоматическим смещением.
а) б)
Рис.6.1. Принципиальные схемы каскадов
а) с независимым смещением; б) смещением фиксированным током базы.
В схеме с независимым смещением (Рис.6.1,а) необходимый ток базы Iбо обеспечивается от внешнего дополнительного источника постоянного тока Еб. Применение этой схемы требует использование дополнительного источника питания, что является существенным ее недостатком.
В схеме с фиксированным током базы (Рис.6.1,б) смещение подается от основного источника питания Ео через резистор в цепи базы Rб. Недостатком этой схемы является необходимость пересчета сопротивления резистора Rб при смене транзистора. В общем случае сопротивление резистора Rб, необходимое для получения заданного значения тока покоя Iко, определяется по формуле
E −U E
Rб = I o + I бо ⋅≅I o H . (6.1)
бо кбо ko
В схеме с фиксированным потенциалом базы (Рис.6.2,а) смещение подается через делитель напряжения, образованный делителем R1 и R2 и подключенным к общему источнику питания. Поскольку смещение определяется только напряжением питания и значениями сопротивлений делителя, то эта схема не имеет недостатка предыдущей. Сопротивления резисторов определяются формулами 6.2, которые справедливы при отсутствии в цепи эмиттера резистора Rэ
E −U U
R1 = o бо , R2 = бо . (6.2)
I + I I
д бо д
а) б)
Рис.6.2. Схемы задания режима работы
а) с фиксированным потенциалом базы; б) с автоматическим смещением
Автоматическое смещение в схемах на полевых транзисторах создается за счет протекания тока транзистора Iсо через введенное в цепь истока сопротивление Rи, величина которого определяется требуемым смещением Uзо. На основании уравнения тока стока (2.14) в зависимости от базовых известных величин можно получить два соотношения для расчета сопротивления резистора в цепи смещения. Если задано значение тока стока в рабочей точке, то это сопротивление будет равно
Uотс 1(− Ico ) , (6.3)
Rи ⋅=I I со cн
а при заданном значении напряжения смещения –
U
Rи =
I ⋅1(−зоUзо )2 . (6.4) сн U
отс
Емкость блокирующего конденсатора в цепи автоматического смещения выбирается из условия обеспечения заданного на эту цепь коэффициента частотных искажений
1+ SR
Cи ≥ 2pFнRи Mи2ни −1 . (6.5)
В тех случаях, когда напряжение смещения достаточно велико и рабочая точка может сместиться на нелинейный участок проходной характеристики, рекомендуется по аналогии со схемой эмиттерной стабилизации режима в каскадах на биполярных транзисторах на затвор подать отпирающее смещение с помощью делителя напряжения. Сопротивления резисторов делителя напряжения желательно выбирать возможно большими, чтобы не уменьшить входное сопротивление. В первом приближении при выборе этих резисторов достаточно выполнить условие R1//R2=Rз.
При выборе режима работы и положения рабочей точки в каскадах на полевых транзисторах необходимо исключить линейную область выходных характеристик, где сопротивление канала изменяется по линейному закону.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.