Основные способы задания рабочей точки на входных ВАХ биполярного транзистора

На рис. 15 для задания рабочего режима входной и выходной цепей используется два источника питания На практике обычно применяется один источник питания – E_к, а режим по постоянному току входной цепи осуществляется схемным путем. На рис.18 приведены некоторые способы задания рабочей точки при включении по схеме с общим эмиттером. Разделительные конденсаторы С₁, С₂, С_Э выбираются с достаточно большой емкостью, их сопротивлением в рабочей области частот можно пренебречь.

Параметры выбранной рабочей точки входной и выходной цепей могут изменяться при изменении температуры в результате изменения токов I_Э и I_Б вследствие изменения токов I_КБО (ОБ), I_КЭО (ОЭ). Для оценки влияния изменения тока I_КБО (I_КЭО) на ток коллектора I_К используют параметр К_нест – коэффициент нестабильности, определяемый как

К_нест = dI_К /dI_КБО

Простейшая схема не обеспечивает стабильности коллекторного тока при изменении температуры, коэффициент нестабильности велик:

К_нест = dI_К / dI_КБО = 1/(1+h_21Б)=b+1

Схема выбора и стабилизации рабочей точки с резистором между базой и коллектором (рис.18 б) позволяет снизить коэффициента нестабильности в [1+h_21Э×(R_К + R_Б)] раз относительно схемы рис. 18 а:

К_нест = (1 + h_21Э)/(1 + h_21Э(R_К + R_Б)).

Однако данная схема приводит к появлению обратной связи по напряжению а также к снижению входного сопротивления транзистора. Для исключения этих явлений (недостатков) сопротивление R_Б разбивают на две части и заземляют среднюю точку через конденсатор.

Для стабилизации рабочей точки транзистора наиболее часто применяют схему с делителем напряжения на базе и резистором в цепи эмиттера, показанную на рис. 18 в. Сопротивления R₁, R₂ выбираются достаточно малыми, чтобы ток, проходящий через них, во много раз превышал ток базы I_Б, (обычно I_д=(5 ¸10)×I_Б). В этом случае потенциал базы относительно земли почти не зависит от тока базы. В цепь эмиттера включен резистор R_Э, обеспечивающий отрицательную обратную связь по постоянному току. Увеличение тока коллектора (эмиттера) вызывает уменьшение разности потенциалов U_БЭ, что приводит обратно к уменьшению тока коллектора I_К.

Эта схема при правильном выборе параметров обеспечивает высокую стабильность рабочей точки и выходных характеристик с изменением температуры; стабильность режима при замене одного транзистора другим.

Анализ схемы приводит к следующему выражению для коэффициента нестабильности:

При правильно спроектированной схеме величина R_эh_21э/(R_э+R₁)>>1, тогда К_нест=1+R₁/R_э. Обычно резистор R₂ берут в несколько раз больше, чем входное сопротивление транзистора по переменному току.