3.1 Расчет статического режима работы биполярного транзистора по постоянному току
Расчет статического режима состоит в определении постоянных токов и напряжений на выводах транзисторов, а также потребляемой мощности. Расчет начинается с задания рабочей точки на входной и выходной вольтамперной характеристиках (ВАХ) транзистора. После этого по закону Ома рассчитываются сопротивления резисторов для выбранной схемы каскада. Расчет завершается определением коэффициента температурной нестабильности S и приращения коллекторного тока при изменении температуры Т.
Задание рабочей точки означает задание ее положения на входной и выходной характеристиках (рис. 1). Из рисунка 1 видно, что задание сопротивления коллекторной нагрузки R к фиксирует положение рабочей точки в пределах нагрузочной прямой. Задание тока базы (в данном случае Iб3) фиксирует положение рабочей точки уже на одной точке нагрузочной прямой (точка "А" на рис. 1).
Задать ток базы можно с помощью источника тока (напряжения), включенного в цепь базы. Однако включение в схему дополнительного источника напряжения нерационально, поэтому используют другие способы.
|
|
3.1.1 Способ смещения фиксированным током базы
Рассмотрим следующую схему (рис.2). Здесь резистор Rк задает нагрузочный режим, т. е. нагрузочную прямую, на которой выбираем рабочую точку "А". Составим уравнение равновесия напряжений по второму правилу Кирхгофа для входной цепи:
Отметим, что в данной формуле Ек - задано в исходных данных, ток базы в точке "А" IбА и напряжение база-эмиттер в точке "А" UбэА мы выбираем сами на входной характеристике, ориентируясь на выходную ВАХ (рис.1). Учитывая, что Ек >> UбэА, то ток базы в точке "А" получается фиксированным при заданном напряжении питания, не зависимым от влияния температуры и равным: .
Недостаток схемы заключается в том, что транзисторы имеют разброс параметров и при замене транзистора надо заново рассчитывать величину базового резистора Rб. Заметим также, что причинами температурной нестабильности коллекторного тока являются увеличение обратного коллекторного тока и уменьшение UбэА с увеличением температуры. Данная схема не стабилизирует ни один из этих параметров.
Принято характеризовать влияние изменения обратного тока коллектора Iк0 на ток коллектора I к коэффициентом температурной нестабильности S:
.
Для схемы с общим эмиттером:
где , .
Здесь Rэ - сопротивление в цепи эмиттера. В данном случае Rэ = 0, поэтому D = 0 и, следовательно, ,
где - - коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером (), т.е. коэффициент температурной нестабильности S очень велик.
|
|