Цепи смещения с фиксированным током базы и фиксированным током эмиттера

Цепи, задающие режим работы транзистора по постоянному току, более коротко называют цепями смещения. В усилительном режиме эмиттерный переход биполярного транзистора необходимо сместить в прямом, а коллекторный переход – в обратном направлении. В рассмотренной нами схеме усилительного каскада с ОЭ рабочую точку задает цепь смещения с фиксированным током базы. Действительно (см. рис. 4.1):

При питании от двух источников, как это сделано для каскада по схеме с общей базой, показанного на рис. 5.1, фиксируется эмиттерный ток

Он почти полностью повторяется в коллекторной цепи () и задает напряжение на коллекторном переходе

Как будет показано несколько позднее, схема с фиксированным током эмиттера отличается хорошей температурной стабильностью режима работы, в то время как в схеме с фиксированным током базы рабочая точка смещается вверх по нагрузочной прямой постоянного тока с ростом температуры и возможен выход ее за пределы линейного участка в область насыщения. Поэтому при проектировании усилительных каскадов на биполярных транзисторах необходимо оценивать температурную нестабильность тока в рабочей точке и принимать меры, обеспечивающие необходимую стабильность ее координат.

Увеличение температуры приводит к смещению входных характеристик транзистора влево на величину , а выходных характеристик – вверх на величину (рис. 5.2) где –­­­­ диапазон изменения температуры в градусах.

 

Температурное изменение обратного тока коллектора для кремниевого транзистора можно не учитывать ввиду его малости. Для германиевых транзисторов обратный ток коллекторного перехода удваивается при нагревании на каждые 10 º С.

Температурное изменение коэффициента передачи тока эмиттера можно ориентировочно оценить по формуле а ток эмиттера принять равным I ₀.

Коллекторный ток транзисторного усилительного каскада изменяется за счет температурного смещения входных и выходных характеристик, т.е. Приращение коллекторного тока при изменении температуры найдем как полный дифференциал функции двух переменных

. (5.1)

Коэффициенты зависят от конкретной схемы смещения транзистора, причем наибольшее влияние оказывает коэффициент температурной нестабильности

(5.2)

Учитывая, что ток коллектора можно определить его температурное приращение в виде

(5.3)

В схеме рис. 5.1 эмиттерный ток постоянен. Подставляя в выражение (5.3) получаем , т.е. коэффициент температурной нестабильности . В схеме по рис. 4.1 постоянен базовый ток. Поэтому , , , т.е. .

Это означает, что на одном и том же транзисторе в одинаковом режиме нестабильность тока коллектора для схемы с фиксированным током базы (рис. 4.1) будет примерно в раз больше, чем для схемы с фиксированным током эмиттера (рис. 5.1).