Температурная стабилизация усилительного каскада с общим эмиттером

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕМПЕРАТУРНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

Существенным недостатком транзисторов является зависимость их параметров от температуры. При повышении температуры транзистора увеличивается коллекторный ток за счет возрастания числа неосновных носителей заряда в полупроводнике. При увеличении коллекторного тока на ДI_к коллекторное напряжение уменьшается на . Это вызывает смещение рабочей точки транзистора. В некоторых случаях повышение температуры может вывести рабочую точку за пределы линейного участка переходной характеристики и нормальная работа усилителя нарушается. Для уменьшения влияния температуры на характеристику усилительного каскада с общим эмиттером в цепь эмиттера включают резистор R_э, шунтированный конденсатором С_э

Рис. 1. Усилительный каскад с эмиттерной температурной стабилизацией

При наличии резистора R_э увеличение эмиттерного тока из-за повышения температуры приводит к возрастанию падения напряжения на резисторе R_э. Это вызывает снижение потенциала базы по отношению к потенциалу эмиттера, а следовательно, уменьшение токов I_э и I_к. Уменьшение коллекторного тока за счет действия резистора R_э не может полностью скомпенсировать рост его за счет повышения температуры, но влияние температуры на ток I_к при этом во много раз снижается.

Введение резистора R_э в отсутствии конденсатора изменяет работу усилительного каскада не только в режиме покоя, но и при наличии входного напряжения. Переменная составляющая эмиттерного тока i_э создает на резисторе R_э падение напряжения и_э=R_э·i_э, которое уменьшает усиливаемое напряжение, подводимое к транзистору: .

Коэффициент усиления усилительного каскада при этом будет уменьшаться. Явление уменьшения усиливаемого напряжения называется отрицательной обратной связью (ООС). Под обратной связью понимают передачу части выходного сигнала усилителя на его вход. Если эта передача снижает усиливаемое напряжение, то обратную связь называют отрицательной. Для ослабления ООС параллельно резистору R_э включают конденсатор С_э. Емкость конденсатора выбирают таким образом, чтобы для всех частот усиливаемого напряжения его сопротивление было много меньше R_э.

УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ (ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ)

Рис. 2. Схема усилительного каскада ОК

Такую схему называют каскадом ОК, потому что коллекторный вывод транзистора по переменному току является общим электродом для входной и выходной цепи каскада. Эмиттерным повторителем схему называют вследствие того, что ее выходное напряжение, снимаемое с эмиттера транзистора, близко по величине входному напряжению и совпадает с ним по фазе.

Резистор R_э в схеме выполняет функцию создания изменяющегося напряжения в выходной цепи за счет протекания в ней тока, управляемого по цепи базы. Функция конденсатора С_р2 сводится к передаче в нагрузку переменной составляющей выходного сигнала. Резисторы R₁, R₂ предназначены для задания режима покоя каскада. Для повышения входного сопротивления резистор R₂ в схему часто не вводят.

В этом каскаде основной резистор, с которого снимается выходное напряжение, включен в эмиттерную цепь, а коллектор по переменной составляющей тока и напряжения соединен непосредственно с общей точкой усилителя, т.к. падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника коллекторного напряжения от переменной составляющей тока незначительно. Таким образом, можно считать, что входное напряжение подается между базой и коллектором через конденсатор С_р1, а выходное напряжение, равное падению напряжения на резисторе R_э от переменной составляющей эмиттерного тока, снимается между эмиттером и коллектором через конденсатор связи С_р2.

В режиме покоя, т.е. при u_вх=0, резистор R₁ создает начальный ток смещения в цепи базы. Его значение выбирают таким образом, чтобы рабочая точка в режиме покоя находилась примерно посередине линейного участка входной характеристики. При появлении переменного входного напряжения u_вх появляется переменная составляющая эмиттерного тока i_э, которая создает на резисторе R_э выходное напряжение .

Преимуществом эмиттерного повторителя является то, что коэффициент усиления по току может быть очень высоким.

ФАЗОИНВЕРСНЫЙ КАСКАД

Фазоинверсный каскад предназначен для получения двух выходных сигналов, имеющих сдвиг по фазе в 180?. Схема фазоинверсного каскада приведена на рис. 3. Она получается из схемы ОЭ при подключении второй нагрузки R_н2 через С_р3 к R_э. Выходные сигналы снимаются с коллектора и эмиттера транзистора. Сигнал u_вых2, снимаемый с эмиттера, совпадает по фазе с входным сигналом u_вх, а сигнал u_вых1, снимаемый с коллектора, находится с ним в противофазе.

каскад усилительный коллектор транзистор

Рис. 3. Схема фазоинверсного каскада

Размещено на Allbest.ru