Усилительный каскад ОЭ с эмиттерной стабилизацией рабочего режима

Известно, что параметры транзисторов и их вольт-амперная характеристика сильно изменяются под воздействием температурного режима.  

Это объясняется тем, что при увеличении температуры транзистора, зависящей от температуры окружающей среды и величины токов, проходящих через сопротивления р-п переходов транзисторов, резко возрастает обратный неуправляемый тепловой ток коллектора, в результате увеличивается ток базы и изменяется напряжение между базой и эмиттером. Это ведет к увеличению статического коэффициента передачи тока  и вызывает увеличение тока коллектора.

Увеличение, коллекторного тока на величину  вызывает уменьшение напряжения на коллекторе на величину , смещая положение рабочей точки влево вверх по нагрузочной линии за пределы выбранного на ней линейного рабочего участка ВС (рис. 4). Это явление приводит к недопустимо большим нелинейным искажениям усиленного сигнала.

В схеме усилительного каскада (рис. 6) температурная стабилизация рабочего режима осуществляется при помощи включенного в цепь эмиттера резистора , который создает последовательную, отрицательную обратную связь по постоянной составляющей эмиттерного тока . При этом, чтобы не уменьшать коэффициент усиления, для устранения отрицательной обратной связи по переменной составляющей эмиттерного тока, резистор  шунтируется конденсатором .

 

 

 

Рисунок 6 – Каскад ОЭ с эмиттерной стабилизацией рабочего режима

 

Для уменьшения температурной нестабильности сопротивление резистора  берется значительной величины, что требует некоторого увеличения напряжения источника питания .

В этой схеме делитель напряжения  и , совместно с  создают фиксированное напряжение смещения, действующее между базой и эмиттером, то есть

.

 

Стабилизация режима покоя происходит следующим образом.

С повышением температуры увеличивается ток коллектора  и соответственно ток эмиттера , что вызывает уменьшение напряжения смещения и соответствующее уменьшение тока базы , возвращая рабочую точку к исходному положению, рассчитанному для нормальной рабочей температуры.

 

Усилительный каскад ОБ

В схеме каскада ОБ (рис. 7) напряжение смещения на базе, относительно эмиттера, создается с помощью делителя, состоящего из резисторов  и . Тем самым фиксируется положение рабочей точки на входной динамической характеристике каскада. Через резистор  проходит постоянная составляющая эмиттерного тока . Поэтому суммарная величина напряжения смещения, подаваемого на базу будет равна

 

.

 

 

Рисунок 7 – Усилительный каскад ОБ

 

Конденсатор  свободно пропускает переменную составляющую базового тока, устраняя отрицательную обратную связь по базовой составляющей переменного тока и повышая этим коэффициент усиления каскада по напряжению. Входной конденсатор  разделяет цепи источника входного сигнала и усилительного каскада по постоянному току.

Подобно схеме с ОЭ  эмиттерный ток усилителя с ОБ имеет постоянную и переменную составляющие , который вызывает появление постоянной и переменной составляющей коллекторного тока .

На выходном сопротивлении коллекторный ток создает выходное падение напряжения, которое содержит постоянную составляющую  и переменную составляющую .

Коэффициент усиления этого каскада по переменному напряжению, а также входное и выходное сопротивление, вытекают из П-образной схемы замещения подобной схеме представленной на рис. 5 для каскада с общим эмиттером, но с h -параметрами, определенными для схемы с общей базой:

 

,

 

где  - статический коэффициент передачи тока схемы ОБ.

 и  - действующие значения входного и выходного напряжения.

 

    Коэффициент усиления этого каскада по току

 

.

 

    Входное и выходное сопротивление каскада имеют небольшую величину             

 

,

 

где - входное сопротивление транзистора с ОБ;

 

, при ,

 

 где  - выходная проводимость транзистора с ОБ.

    Усилительный каскад с общей базой обладает значительно лучшей температурой стабилизацией рабочего режима.