Основные параметры УУ зависят от внешних возмущений и, в первую очередь, от температуры. При изменении температуры изменяется обратный ток I кобр напряжение U бэ и коэффициент передачи по току. Все эти изменения принято характеризовать понятием дрейф нуля. Внешние воздействия, изменяя ток покоя транзистора, выводят транзистор из заданного режима в нелинейную область ВАХ. Основные методы стабилизации работы УК:
· термокомпенсация (отдельные термозависимые элементы или целиком каскады помещаются в термокамеру с постоянной температурой),
· термостабилизация,
· введение отрицательной обратной связи.
Термостабилизация фиксацией тока базы. Схема каскада представлена на рисунке 2.9.
определяется соотношением: , т.к. .
"фиксируется" выбором , при этом ослабляется влияние фактора нестабильности тока коллектора. Данная схема имеет невысокую эффективность термостабилизации.
Коллекторная термостабилизация. Схема каскада представлена на рисунке 2.19а.
определяется соотношением: , т.к.
Термостабилизация в этой схеме осуществляется за счет отрицательной обратной связи (ООС), введенной в каскад путем включения между базой и коллектором БТ. Механизм действия ООС можно пояснить следующей диаграммой:
, где символами и показано, соответственно, увеличение и уменьшение соответствующего параметра. Данная схема имеет более хорошую термостабильность, чем схема с фиксированным током базы. ООС влияет и на другие характеристики каскада, что должно быть учтено – рис. 2.19в.
Наилучшими свойствами среди простейших схем термостабилизации обладает схема эмиттерной термостабилизации, показанная на рисунке 2.20.
|
Эффект термостабилизации в этой схеме достигается фиксацией потенциала выбором тока базового делителя и введением по постоянному току ООС путем включения резистора . На частотах сигнала эта ООС устраняется шунтированием резистора емкостью . Напряжение определяется как: .
Механизм действия ООС можно изобразить следующей диаграммой:
, где символами и показано, соответственно, увеличение и уменьшение соответствующего параметра.
Для целей термостабилизации каскада иногда используют термокомпенсацию. Например, в цепь базы транзистора включен прямосмещенный диод D, температурный коэффициент стабилизации напряжения (ТКН) которого равен ТКН эмиттерного перехода БТ. При изменении температуры окружающей среды напряжение и напряжение на диоде будет меняться одинаково, в результате чего ток покоя базы останется постоянным.
Применение этого метода особенно эффективно в каскадах на кремниевых транзисторах, где основную нестабильность тока коллектора порождает (из-за относительной малости ). Наилучшая реализация этого метода термокомпенсации достигается в ИМС, где оба перехода естественным образом локализуются в пределах одного кристалла и имеют совершенно одинаковые параметры.
Возможно применение схемы с двумя источниками питания (рис. 2.22). По сути, это схема эмиттерной термостабилизации, у которой "жестко" зафиксирован потенциал , , а ..