Схемотехника аналоговых устройств (стр. 14 )

В этом случае можно воспользоваться рассмотренной выше методикой, приближенно оценивая по эквивалентной схеме . В результате для усилителя с заземленным эмиттером при и, соответственно, токе покоя в режиме насыщения происходит увеличение тока покоя в два раза, так как . Это означает, что в его эквивалентной схеме возрастает также приблизительно в два раза, т. е. на 25 мВ, поскольку .

Таким образом, , что гарантирует для переход усилителя с заземленным эмиттером в насыщение при изменении температуры на 12 °С. Очевидно, что можно не учитывать лишь при . В противном случае .

Так, для третьего варианта схемы температурная стабильность определяется более точно: и соответственно , а не 5 °С, как было определено без учета .

В заключение отметим, что более строго оценка температурной стабильности должна исходить не из установившегося режима насыщения, а из его начала, при котором усилительные свойства каскада уже начинают пропадать. Поэтому температурный диапазон для усилителя будет несколько ниже, чем полученный по приближенной, рассмотренной выше, оценке.

6.2. Пример расчета усилителя с ОЭ с шунтируемым резистором
эмиттерной цепи и заданным коэффициентом передачи

Шунтирование резистора в эмиттерной цепи позволяет обеспечить одновременно как высокий коэффициент усиления, так и температурную стабильность схемы. Рассматриваемый вариант очень удобен для расчета усилителя с заданным коэффициентом передачи .

На рис. 6.4 приведены схемы с и , которые обладают температурной стабильностью, соответствующей первой схеме рис. 6.1, имеющей .

Рис. 6.4. К расчету схемы с шунтируемым дополнительным резистором в эмиттерной цепи

Методика расчета заключается в следующем:

1.  Задаемся током покоя и выбираем таким образом, чтобы .

2.  Выбираем таким образом, чтобы обеспечить требуемый , где .

3.  Выбираем R¢Э из условия UЭ = IОК(RЭ + R¢Э) » 0,1UК для обеспечения температурной стабильности схемы.

4.  Определяем напряжение смещения UБ = UЭ + 0,6 В (для n-p-n-транзистора).

5.  Выбираем сопротивления R1, R2 для цепи смещения (на схеме она не показана) с учетом эквивалентного сопротивления делителя RДЕЛ = R1||R2 £ 0,1RБ » » 0,1b (RЭ + R¢Э) и с учетом обеспечения требуемого UБ.

6.  Выбираем CЭ из условия |ZС| = rЭ R¢Э при .

6.3. Следящая связь

Входное сопротивление ЭП и усилителя с ОЭ в основном определяется эквивалентным сопротивлением делителя, задающего смещение. Это сопротивление является, как правило, относительно небольшим.

Так, например, для схемы ЭП, приведенного на рис. 6.5, , где , а . При в данной схеме .

Значительно увеличить схемы для частот сигнала позволяет метод следящей связи. Он заключается в подведении напряжения смещения от делителя к базе транзистора через дополнительный резистор, который через конденсатор соединяется с эмиттером. В результате напряжение и ток сигнала в дополнительном резисторе оказываются равными нулю, а, значит, его сопротивление и соответственно входное сопротивление схемы на частотах сигнала резко возрастают.

Рассмотрим схему ЭП со следящей связью (рис. 6.5). Делитель с эквивалентным сопротивлением создает смещение , которое через дополнительный резистор подводится к базе. Так как ток базы мал, то падение напряжения на пренебрежимо мало.

а б

Рис. 6.5. ЭП (а) и применение для него метода следящей связи (б)

Общее сопротивление , и , приведенное к базе, составляет: при .

Входной сигнал поступает на базу транзистора и одновременно на первый вывод , а при на частотах на второй вывод подается . В результате падение напряжения сигнала на , ток сигнала через него , что эквивалентно, а значит, и всей схемы на частотах сигнала до .

Аналогичным образом следящая связь может быть реализована и в усилителе с ОЭ для повышения его входного сопротивления.

6.4. Насыщенный транзисторный ключ с ОЭ

Ключ выключен, когда (режим отсечки), при этом .

Ключ включен, когда (режим насыщения), при этом .

Так как и , то .

а б в

Рис. 6.6. Насыщенный транзисторный ключ с ОЭ (а), его эквивалентная схема
в режиме насыщения (б) и выходные характеристики транзистора (в)