Главная Карта сайта Контакты Ссылки Авторам

Яндекс.Метрика
Главная arrow Основы электротехники arrow Влияние температуры на работу усилителя

Популярное

Get the Flash Player to see this player.
Image 1 Title
Image 2 Title
Image 3 Title
Image 4 Title
Image 5 Title

Влияние температуры на работу усилителя

(0 голосов)



    Допустим, что усилитель выполнен по схеме, приведенной на рисунке, и работает при GK=15В, RК=500Ом и Rб=75Ом.

Image

 

 

 

 

 

 


В этом случае ток базы равен 0,2 мА, так как IБ≈ GK/Rб = 15/(75- 103) = 0,0002, и режим работы усилителя будет соответствовать положению точки А (рис.4,а).

Image

 

 

 

 

 

 

 

 

 


    При повышении температуры окружающей среды ток транзистора увеличивается и его характеристики смещаются вверх (рис.4,б,в). Это означает, что при том же токе базы коллекторный ток оказывается больше, чем при нормальной температуре. Одной из основных причин возрастания коллекторного тока транзистора при повышении температуры является увеличение обратного тока IКБО, протекающего между базой и коллектором. Сам по себе обратный ток IКБО очень мал и для германиевых транзисторов при комнатной температуре составляет всего 10... 20 мкА, а для кремниевых— не более нескольких микроампер, но резко увеличивается при повышении температуры. В то же время положение нагрузочной прямой
U=GK—IKRK не изменится, поскольку величины GK и RK остались прежними. Не изменится также и ток базы, потому что он по-прежнему определяется выражением:
IБ =GK/Rб=15/(75•103)=0,2 мА.
Однако в связи с тем, что рабочая точка А, определяющая режим работы транзистора, должна находиться на пересечении нагрузочной прямой со статической характеристикой, полученной при токе базы равном 0,2 мА, смещение характеристик при увеличении температуры приведет и к смещению рабочей точки А, как показано на рис.4,б и 4,в. Из рисунков видно, что одновременно с изменением положения рабочей точки А уменьшается размах выходного напряжения и искажается его форма.
   Для уменьшения влияния температуры на изменение режима работы транзистора необходимо, чтобы он имел малый обратный ток. В этом отношении более предпочтительными являются кремниевые транзисторы, у которых обратный ток на порядок (т. е. примерно в 10 раз) меньше, чем у германиевых. Однако уменьшить влияние температуры на свойства транзистора можно и путем изменений в схеме.
    Широко распространенным методом температурной стабилизации является применение в усилителе обратных связей по постоянному току. Одна из таких схем показана на рис.5.

Image

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 Она отличается от схемы, приведенной на рис.1, тем, что имеет дополнительный резистор RЭ в  цепи эмиттера. Введение его в схему позволяет заметно улучшить температурные свойства усилительного каскада. Объясняется это тем, что ток эмиттера, протекая через резистор RЭ, создает на нем падение напряжения URЭ=IЭОRЭ. Так как напряжение эмиттерного перехода UБЭО=UR2=U, с увеличением тока эмиттера повышается и напряжение URЭ. Поскольку напряжение UR2 на резисторе R2 с увеличением температуры практически не изменяется, возрастание напряжения U приводит к уменьшению напряжения на эмиттерном переходе. Снижение напряжения на эмиттерном переходе вызывает уменьшение тока, протекающего через транзистор. В результате возникновения «препятствия» изменениям тока в транзисторе он увеличивается при повышении температуры в значительно меньшей степени, чем в схеме рис.1.
Напряжение, возникающее на резисторе RЭ и препятствующее изменению тока транзистора; называют напряжением отрицательной обратной связи (ООС), а резистор RЭ — резистором ООС, или резистором температурной стабилизации (термостабилизации).
  Введение резистора RЭ в эмиттерную цепь приводит к тому, что переменная составляющая коллекторного тока, возникающая при подаче на вход усилителя, переменного напряжения, протекает не только через резистор коллекторной нагрузки RK но и через резистор RЭ. В итоге на резисторе RЭ создается переменное напряжение, совпадающее по фазе с входным напряжением.
Вследствие этого переменное напряжение на эмиттерном переходе становится равным UВХ — U т. е. имеет меньшее значение, чем UВХ, что способствует уменьшению выходного напряжений и, следовательно, уменьшению коэффициента усиления усилителя. Чтобы коэффициент усиления не изменялся, необходимо «воспрепятствовать» протеканию переменной составляющей коллекторного тока через резистор RЭ. Это можно сделать, если подключить параллельно резистору конденсатор СЭ. Конденсатор должен иметь большую емкость, чтобы его сопротивление переменному току XСЭ=1/(2πfСЭ) было во много раз меньше сопротивления резистора RЭ. В усилителях НЧ для этих целей часто применяют  электролитические конденсаторы, оладающие большой емкостью при малых габаритах.
    Другая схема усилителя, в котором также осуществляется температурная стабилизация режима, приведена на рис.6.
    Повышение температуры вызовет увеличение токов, протекающих через транзистор. При этом напряжение на резисторе RK тоже увеличится, а, напряжение коллектора вследствие этого уменьшится, потому что
 IКЭО=GK—IKRK.
 Резистор R1 подключен между базой и коллектором транзистора, в связи с чем ток базы при снижении напряжения коллектора также будет уменьшаться, ибо  IБО≈UКЭО/R1. Это вызовет уменьшение токов коллектора и эмиттера, из-за чего их температурные изменения окажутся незначительными.

 

 

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

< Пред.   След. >
Похожие материалы: