Температурна стабілізація режимів роботи підсилювачів

При зміні температури навколишнього середовища положення робочої точки змінюється. Так, при нагріванні транзистора робоча точка зміщується по навантажувальній прямій, що приводить до збільшення колекторного струму і зменшенню напруги (див.рис.6). Це рівнозначно привідкриванню транзистора.

Рис.6. Температурний дрейф робочої точки

Для забезпечення температурної стабілізації положення робочої точки на характеристиках використовують різні способи термостабілізації режимів роботи транзисторних каскадів. Найбільш поширені із них приведені на рис.7.

Рис.7. Схема термостабілізації режиму транзисторного каскаду :

а – з терморезистором; б – з діодом

В схемі на рис.7,а терморезистор з від’ємним ТКО ввімкнений в базове коло транзистора паралельно до резистора . При нагріванні опір терморезистора зменшується, що приводить до зменшення загального опору ввімкнених в паралель резисторів і . За рахунок цього напруга буде зменшуватися, емітерний перехід транзистора призакривається, і робоча точка збереже своє положення на навантажувальній прямій.

На рис 7,б приведена схема термостабілізації режиму транзистора за допомогою напівпровідникового діода. В цій схемі діод ввімкнений в зворотному напрямі, а температурна характеристика зворотного струму діода VD1 повинна бути аналогічній температурній характеристиці зворотного струму колектора транзистора VT1. При підвищенні температури опір діода в зворотному ввімкненні буде зменшуватися за рахунок термогенерації носіїв заряду в напівпровіднику. Загальний опір ввімкнених паралельно резистора і діода VD1 буде зменшуватися, що приведе до зменшення напруги , транзистор при закриється і робоча точка збереже своє положення.

Недоліком схем з терморезистором і напівпровідниковим діодом являється те, що і терморезистор, і напівпровідниковий діод повинні підбиратися за своїми температурними властивостями для кожного конкретного транзистора. Тому найбільш поширеними є схеми температурної стабілізації з від’ємним зворотним зв’язком (В33) за постійним струмом і напругою (див.рис.8)

Рис.8. Схема термостабілізації робочої точки за допомогою від’ємного зворотного зв’язку

а – за постійною напругою; б – за постійним струмом.

Термостабілізація робочої точки за допомогою ВЗЗ за постійною напругою(рис.8)

Цей вид термостабілізації використовується при живленні кола бази фіксованим струмом бази. В цьому випадку резистор під’єднується до колектора транзистора. Користуючись рівняннями Кірхгофа запишемо:

так як

При підвищенні температури напруга зменшується. Це зменшення напруги через коло зворотного зв’язку передається на базу транзистора. Напруга зменшується. Емітерний перехід транзистора при закривається, і робоча точка зберігає своє положення.

Термостабілізація робочої точки за допомогою ВЗЗ за постійним струмом (рис.8,б)

Термостабілізація робочої точки за допомогою В33 за постійним струмом використовується при живленні бази за схемою з «фіксованою напругою бази».

Згідно рівнянь Кірхгофа запишемо:

Звідки (5)

При зростанні температури транзистора збільшується його коефіцієнт передачі , що приводить до зростання колекторного струму , а відповідно струму емітера . Падіння напруги , а це виходячи з (5), викликає зменшення що призведе до зменшення струму бази, при закривання емітерного переходу, і робоча точка зберігає своє положення.

В більшості випадків резистор шунтується конденсатором . Це роблять для відводу змінної складової струму емітера від резистора (вимкнення ВЗЗ за вхідним сигналом ). Ємність конденсатора визначається із співвідношення:

, (6)

де – нижняя границя діапазону робочих частот підсилювального сигналу.

Поиск по сайту: