МЕТОДИ ЗМІЩЕННЯ ФІКСОВАНИМ СТРУМОМ, ФІКСОВАНОЮ НАПРУГОЮ

Стан транзистора при відсутності на його вході корисного сигналу називається станом спокою. Напруги і струми в колах ПЕ, які відповідають стану спокою, називаються струмами і напругами спокою; вони визначають на вхідній вихідній статичних характеристиках ПЕ точку спокою. Положення точки спокою характеризує режим роботи ПЕ за постійним струмом.

Для БТ зміщення – це напруга між базою і емітером, а вихідна напруга – напруга між колектором і емітером транзистора.

Необхідний режим роботи ПЕ забезпечується в підсилювальному каскаді за допомогою спеціальних ланцюгів живлення, а кола, що забезпечують подачу на ПЕ напруги або струму зміщення, називаються колами зміщення (робоча точка зміщується з положення, що відповідає І_Б = 0 в положення, обумовлене класом). Наприклад, у БТ типа p-n-p – зміщення на базі повинно бути негативним відносно емітера, у БТ  n-p-n- позитивним.

Існує два способи задання напруги зміщення: фіксованим струмом або фіксованою напругою (рис.49).

а)                                                       б)

Рисунок 49 – Методи подачі зміщення: а) фіксованим струмом; б) фіксованою напругою

Перший спосіб реалізується за допомогою схеми зміщення фіксованим струмом (рис.49,а) в коло бази за наявності одного джерела напруги через резистор R_Б, який вибирається набагато більшим за опір постійному струму між колектором і базою транзистора (R_Б >> r_БЕ) , напруга U_Б0 << Е_К. Тому

І_Б0 = (Е_К - U_Б0)/ R_Б .                                                        (1)

Отже з рис.49,а видно, що струм бази І_Б0 практично не залежить від параметрів транзистора, має фіксоване значення і визначається напругою джерела живлення Е_К і опором бази R_Б, тобто залишається практично незмінним при зміні температури, старінні і заміні транзистора. 

Струм І_Б0 і напруга U_Б0 є заданими, що визначаються робочим режимом транзистора, зв'язок між ними показують статичні характеристики транзистора.

Ланцюги протікання постійних струмів в підсилювальному каскаді з фіксованим струмом бази. Струм емітера І_Е0 протікає: загальний дріт, емітерний перехід транзистора, далі він розгалуджується на І_Б0 і І_К0; струм бази І_Б0 протікає через резистор R_Б  і джерело живлення Е_К на загальний дріт, а струм колектора І_К0 – через колекторний перехід транзистора, резистор R_К, джерело живлення Е_К на загальний дріт.

U_ОБ= U_зм=0,6В.

Спосіб задання зміщення фіксованою напругою (рис.49,б). Необхідна напруга зміщення U_Б0 забезпечується за допомогою дільника напруги R₁ і R₂ в ланцюзі бази. Подача зміщення фіксованою напругою застосовується для каскадів, працюючих в режимах класів А, В, менш економічна через витрати потужності в дільнику R₁ і R₂.

Із схеми видно, що

Е_К = І_д∙R₂+ І_д∙R₁+І_Б0∙R₁,  

де І_д- струм дільника.

Звідси,

І_д = (Е_К - І_Б0∙R₁)/(R₁+R₂).

Оскільки 

U_Б0 = І_д ∙ R₂ ,

маємо

U_Б0= (Е_К - І_Б0∙R₁) ∙ R₂ /(R₁+R₂).                                             (2)

З (2) видно, що чим більше І_д по рівнянню з І_Б0, тим менше напруга зміщення U_Б0  залежить від параметрів транзистора. При І_д >> І_Б0, із (2) отримаємо

І_д ≈ Е_К / ( R₁ + R₂ );     U_Б0 ≈ Е_К ∙ R₂ /(R₁+R₂), 

тобто зміщення є фіксованим і залежить тільки від напруги джерела живлення Е_К і від опорів дільника R₁ і R₂.

R₁ =( Е_К – U_Б0 )/(І_д + І_Б0); R₂ =U_Б0 /І_д; І_д= (3…5)∙І_Б0;

Ці схеми зміщення нестабілізовані. При фіксованих струмах і напругах точка спокою у транзисторі не постійна.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:

1 Від чого залежить положення робочої точки на лінії навантаження транзистора за постійним струмом?

2 Що таке режим спокою транзистора?

3 Чим визначається режим роботи підсилювального каскаду на БТ?

4 Дайте характеристику режимів роботи однокаскадного підсилювача.

5 В якому режимі підсилювальний каскад має найменші нелінійні спотворення?

6 Якщо зменшити опір навантаження, як зміниться кут нахилу Ө навантажувальної прямої?    

7 В схемі підсилювача з фіксованим струмом рис.9,а в режимі спокою визначити опори підсилювача R_К, R_Б, якщо напруга джерела живлення становить Е_К = 24В, струм вихідного кола І_К0 = 25 мА, вихідна напруга U_КЕ0 = 11 B, коефіцієнт передачі струму бази β = 50, напруга зміщення U_БЕ0 = 0,8 B. Визначити за якою схемою підключений транзистор, спосіб подачи зміщення і якими елементами і які переваги має ця схема?

8 Знайти І_0Б, І_Д, R1, R2 в схемі підсилювача з фіксованою напругою на рис.9,б, якщо струм І_к0=1,5мА, h_21Е=30, Е_К=9В, U_БЕ0=0,6В.

ВИКЛАДАЧ– Ковальова Т.І.

ЛЕКЦІЯ № 16 (2 год.)