Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [36] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

подставим сюда ток базы ls={Un-RJK)IR6. Получим

{Re + кпэРк)1к = RelKBol (I + feis) + hxaUn. Дифференцируя по Ikbo, находим {Re + hysRn) S = /?б/,( 1+ hue). Следовательно,

3 1/(1+А21в)- V5gQ

Как и в предыдущей схеме стабилизации, знаменатель (5.60) характеризует улучшение стабилизации. Поэтому назовем его коэффициентом улучшения стабилизации и обозначим Кул.

Ky=\+h2,s{RJR6). (5.61)

Если взять исходное напряжение коллектор - эмиттер Uk равным 0,5Un, то и падение напряжения на коллекторном сопротивлении IkRk окажется равным 0,bUn. Поэтому /?к = 0,5[/т к.

Сопротивление в цепи базы

/?g= 0.5/п 0,5Un

Следовательно, RJR6= ihzid-Таким образом,

При UK = 0,5Un схема дает улучшение стабильности только в два раза. Взяв исходное напряжение на коллекторе равным не половине, а одной десятой части напряжения питания, что вполне допустимо для транзистора в первом каскаде усиления, когда амплитуда усиленного напряжения мала, получим Кул=10.

Недостатком данной схемы является большая переменная составляющая входного тока через сопротивление Re, поскольку напряжение на верхнем конце сопротивления Re относительно земли равно напряжению сигнала, усиленного транзистором. Можно показать, что такое включение сопротивления Re эквивалентно включению на входе сопротивления

Rc=.Rs/{l-K),

где /С - коэффициент усиления напряжения. Например, при К= = -450 и Re = SO кОм получим Re =50/4500,1 кОм.

Для устранения шунтирующего влияния сопротивления его разбивают на две части и замыкают среднюю точку через конденсатор достаточно большой емкости на землю (рис. 5.36). Емкость устраняет связь между входом и выходом через сопротивление Re,



"it

г-CZb

Рис. 5.36. Схема стабилизации рабочей точки с развязкой коллекторной

f. и базовой цепей по пе-° ременному току через емкость СЗ

и входное сопротивление транзистора шунтируется лишь сопротивлением /?б1.

При проектировании аппаратуры на транзисторах для промышленного производства необходимо учитывать, что такая аппаратура должна изготавливаться без какого-либо подбора транзисторов и резисторов. Поэтому выбранные режимы по постоянному току должны обеспечивать достаточный запас против ухода рабочей точки в области, где возможны искажения сигналов при максимально возможных реальных их амплитудах.

Этот запас должен обеспечиваться при применении транзисторов с их реальными разбросами параметра hzw в 4-6 раз. При этом следует учитывать также возможные отклонения на ±10 или ±20% от номиналов применяемых резисторов и возможные температурные изменения как параметров транзисторов, так и сопротивлений резисторов.

Стабилизация режима мощных транзисторов. Рассеивание тепла. Рассмотренные выше схемы стабилизации рабочей точки в основном применяются для маломощных транзисторов. Стабилизацию режима мощных транзисторов в некоторых случаях также можно осуществить, используя аналогичные схемы. Например, включив делитель R1R2 в цепь базы и сопротивление Ra в цепь эмиттера, можно получить малый коэффициент нестабильности

SR2lRa.

Легко сделать R2lRa малым, если R2 мало. Однако это не всегда удается, а включать большое сопротивление /?э в цепь эмиттера невыгодно по энергетическим соображениям. Поэтому мощные усилители чаще всего работают при больших коэффициентах нестабильности S.

Для стабилизации теплового режима мощных транзисторов применяются отвод тепла и различные средства термокомпенсации. Идея термокомпенсации заключается в следующем. В цепь базы или эмиттера включается резистор, изменяющий сопротивление при нагреве. Этот резистор имеет хороший тепловой контакт с корпусом транзистора, который сильнее нагревается при увеличении тока, поэтому терморезистор изменяет сопротивление. Он включается так, что при его нагреве уменьшается ток базы или напряжение база - эмиттер, в результате чего уменьшается коллекторный ток, а следовательно, и нагрев корпуса транзистора.



Для термокомпенсации можно включать в схемы, подобные схеме на рис. 5.31, резисторы, изменяющие сопротивления с изменением температуры. Терморезистор, увеличивающий сопротивление.при нагреве, включается вместо Ri. Если терморезистор уменьшает сопротивление при нагреве, то он включается вместо /?2- При этом понижается потенциал базы, что компенсирует увеличение коллекторного тока.

Значительная часть мощности, подводимой к транзисторам от источника питания, превращается в тепло. Ббльшая часть этой мощности выделяется на коллекторном переходе, так как через него проходит большой ток и он работает при напряжениях, сравнимых с напряжением источника питания.

Рассеивание тепла имеет место при наличии положительной разности температур между коллекторным переходом и средой, окружающей транзистор. Представим эту разность температур в виде

Тп-Тс=РкРг,п-с, (5.62)

где Тп - температура коллекторного перехода; Тс - температура окружающей среды (воздуха); Рк - мощность, выделяющаяся на коллекторном переходе; Rr,n-c - так называемое общее тепловое сопротивление между переходом и окружающей средой, К/Вт.

Общее тепловое сопротивление между переходом и окружающей средой

Рт,п~с- Рт,п-кЛ-Rt,k-p Л-Rt,p-ci (5.63)

где 7?г, п-к - тепловое сопротивление между коллекторным переходом и корпусом транзистора; Рг,к-р - сопротивление теплового контакта между корпусом транзистора и радиатором; Рт,р-с - тепловое сопротивление радиатора, на котором закрепляется транзистор для лучшего рассеивания тепла, т. е. тепловое сопротивление между радиатором и окружающей средой.

Из выражения (5.62) видно, что для уменьшения температуры коллекторного перехода желательно, чтобы каждое из этих сопротивлений было возможно меньшим.

Т а б л иц а 5.2

Тип транзистора

Тепловое сопротивление, К/Вт

Тип транзистора

Тепловог сопротивление, К/Вт

КТ802А

КТ315А-И

КТ803А

1,66

КТ361А-К

КТ805А, Б

КТ3102А-Е

ГТ806А-Д

КТ3107А-Л

КТ903А, Б

3,33

КТ313А, Б

КТ912А, Б

1,66

ГТ329А-В

В табл, 5.2 приведены приближенные значения теплового сопротивления переход--корпус мощных транзисторов и общего



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [36] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0064