Источник тока с заземленной нагрузкой

Источник тока передает в нагрузку постоянный ток только до определенного конечного напряжения на нагрузке. В противном случае источник тока был бы способен генерировать бесконечную мощность. Диапазон выходного напряжения, в котором источник тока ведет себя как следует, называется рабочим диапазоном

Используются:

1. для задания неизменных режимов работы транзисторных каскадов, особенно в ОУ;

2. в качестве эмиттерной нагрузки дифференциальных каскадов с целью их симметрирования;

3. в качестве коллекторной нагрузки каскада с общим эмиттером (с целью увеличения коэффициента усиления).

При заданном I_к, U_бэ базы – эмиттер и h₂₁ эмиттер несколько изменяются при изменении U_кэ.Кроме того, они зависят от температуры F(t).

ΔU_бэ=-0.001ΔU_кэ – эффект Эрли.

Недостатки источников тока:

При заданном I коллектора Uбэ и коэффициент h21 несколько изменяются при изменении U коллектор-эмиттер. Изменение Uбэ, связанное с изменением Uнагр, вызывает изменение Iвых , так как Uэ (а следовательно, и Iэ ) изменяется, даже если Uб фиксировано. Изменение значения коэффициента h21 приводит к небольшим изменениям выходного Iк при фиксированном Iэ, так как Iк = Iэ - Iб; кроме того, немного изменяется Uб в связи с возможным изменением сопротивления источника смешения, обусловленного изменениями коэффициента h21э (а следовательно, и тока базы). Все эти изменения приводят к тому, что источник тока работает хуже, чем идеальный: выходной ток немного зависит от U и, следовательно, его сопротивление не бесконечно.

Uбэ и коэффициент h21э зависят от температуры. Поэтому, при изменении температуры возникает дрейф Iвых. Кроме того, температура перехода изменяется при изменении Uнагр (в связи с изменением мощности, рассеиваемой транзистором) и приводит к тому, что источник работает не как идеальный.

 

Схема расщепления фазы (фазоинвертор) с единичным коэффициентом усиления. Применение.

Iк = 1mА;

r_э0 = φ_T/ Iк = 25 Ом;

Ku = Rк/(Rэ + r_э0) ≈ Rк/Rэ = 1.

 

Может использоваться в двухтактных усилителях.

 

Модель Эмберса – Молла.

I_к = I_э0(e^Uбэ/φт – 1)

Начальный ток эмиттерного перехода I_э0 зависит от мощности транзистора, его конструкции и температуры, а также от ширины эмиттерного перехода.

  φ_T – тепловой потенциал.

φ_T = кТ/q, где

    к – постоянная Больцмана;

    q – заряд электрона.

r_э0 = φ_T/ I_к – внутреннее сопротивление эмиттера.

    Тепловой коэффициент Uбэ = 2.1 mВ/ºС. Это означает, что при увеличении напряжения на коллекторе на 1В необходимо уменьшить Uбэ на 1 mВ с целью сохранения тока неизменным.

 

 

9. Нелинейные искажения при R э = r э0.

    Кu = Rк/ r_э0 = Rк*Tк/ φ_T = Uп – Uк/ φ_T.

    Кu увеличивается если увеличивается Iк или меньше Uк.

 

Схемы задания общей точки. Недостатки. Применение.

    Iк0 = Iб0*h21 = (Uп – Uбэ/Rб)*h21.

    Недостатки: зависимость от h21.

R1 осуществляет параллельную ООС по напряжению, что стабилизирует положение рабочей точки. Напряжение на базе определяется напряжением на коллекторе. Если Iк по какой – то причине увеличивается, Uк – уменьшается, а значит изменяется Uбэ и ток вернётся к прежнему.

Недостатки: параллельная ООС уменьшает входное сопротивление.

 

Делим резистор на два и среднюю точку подключаем к земле через конденсатор.

С устраняет ООС для переменного тока, а значит увеличивает входное сопротивление.