Схемотехника аналоговых электронных устройств

т.к. E_к>>U_бэ0.

Очевидно, что I_б0 "фиксируется" выбором R_б, при этом ослабляется влияние первого фактора нестабильности тока коллектора (за счет смещения проходных характеристик). Коэффициенты термостабилизации для этой схемы таковы:

Отсюда видно, что данная схема имеет малую эффективность термостабилизации (S_T2≈1).

Коллекторная термостабилизация. Схема каскада представлена на рисунке 2.19а.

Рисунок 2.19. Каскад с коллекторной термостабилизацией (а) и его варианты (б, в)

R_б определяется соотношением:

т.к. U_к0>>U_б0.

Термостабилизация в этой схеме осуществляется за счет отрицательной обратной связи (ООС), введенной в каскад путем включения R_б между базой и коллектором БТ. Механизм действия ООС можно пояснить следующей диаграммой:

T^⇑⇒I^⇑_к0⇒U^⇓_к0⇒I^⇓_б0⇒I^⇓_к0,

↑←←←←петля ООС ←←←←↓

где символами ⇑ и ⇓ показано, соответственно, увеличение и уменьшение соответствующего параметра. Коэффициенты термостабилизации для этой схемы:

Из этих формул видно, что данная схема имеет лучшую термостабильность (S_T1 и S_T2 меньше единицы), чем схема с фиксированным током базы.

В схеме коллекторной термостабилизации ООС влияет и на другие характеристики каскада, что должно быть учтено. Механизм влияния данной ООС на характеристики каскада будет рассмотрен далее. Схемные решения, позволяющие устранить ООС на частотах сигнала, приведены на рисунках 2.19б,в.

В большинстве случаев, наилучшими свойствами среди простейших (базовых) схем термостабилизации обладает эмиттерная схема термостабилизации показанная на рисунке 2.20.

Рисунок 2.20. Каскад с эмиттерной термостабилизацией

Эффект термостабилизации в этой схеме достигается:

◆ фиксацией потенциала U_б выбором тока базового делителя I_д>>I_б0, U_б≈const.

◆ введением по постоянному току ООС путем включения резистора R_э. На частотах сигнала эта ООС устраняется шунтированием резистора R_э емкостью C_э.

Напряжение U_бэ0 определяется как:

U_бэ0 = U_б – U_Rэ.

Механизм действия ООС можно изобразить следующей диаграммой:

T^⇑⇒I^⇑_к0⇒U^⇓_Rэ⇒U^⇓_бэ0⇒I^⇓_б0⇒I^⇓_к0,

↑←←←←петля ООС ←←←←↓

где символами ⇑ и ⇓ показано, соответственно, увеличение и уменьшение соответствующего параметра. Эскизный расчет эмиттерной схемы термостабилизации маломощного каскада можно проводить в следующей последовательности:

◆ Зададимся током делителя, образованного резисторами R_б1 и R_б2:

I_д = (3…10)I_б0;

◆ выбираем U_Rэ = (0,1…0,2)E_к ≈ (1…5) В, и определяем номинал R_э:

◆ определяем потенциал U_б:

U_б = U_Rэ + U_бэ0;

◆ рассчитываем номиналы резисторов базового делителя:

R_б1 = U_б/I_д,

где E_к=U_к0+U_Rэ+I_к0R_к, Rк определяется при расчете сигнальных параметров каскада.

Коэффициенты термостабилизации для этой схемы:

S_T1 ≈ 1/(1 + S₀·R_э),

Здесь R₁₂ — параллельное соединение резисторов R_б1 и R_б1.

Для каскадов повышенной мощности следует учитывать требования экономичности при выборе I_д и U_Rэ.

Анализ полученных выражений показывает, что для улучшения термостабильности каскада следует увеличивать номинал R_э и уменьшать R₁₂.