UKŁADY ZASILANIA TRAN. BIPOLARNYCH

1. Analiza ogólnego, dwubateryjnego

układu zasilania tranzystorów bipolarnych

Zastępujemy tranzystor uproszczonym

modelem Ebersa - Molla

Gdy spełnione są warunki (zwykle są)

to

Gdy spełnione są warunki (zwykle są)

oraz

To

:

Gdzie: c - współczynnik zmian temperaturowych

Ube. Współczynnik ten niemal nie zależy od prądu

I jest stały w szerokim zakresie zmian temp. Zwykle

wynosi od 1,5 mV/st. C do 2 mV/st. C.

gdzie γ jest współczynnikiem temperaturowych zmian β.

Współczynnik ten niemal nie zależy od temperatury.

Jego wartość wynosi od 5 10-3 1/st. C do 10 10-3 1/st. C

b - współczynnik temperaturowych zmian prądu ICB0.

Dla krzemu b Ⴛ 200C

Zatem

Po obliczeniu różniczki powyższych funkcji i

zastąpieniu ich przyrostami:

Współczynniki Si, Su, Sβ wyznaczymy różniczkując

wyrażenie na prąd kolektora:

W celu uzyskania jak najmniejszych współczynników

stabilizacji należy dążyć do jak największej wartości

rezystora RE, jak najmniejszej wartości rezystora RB

i stosować tranzystory o jak największej wartości β.

Duża wartość rezystora RE prowadzi do minimalizacji

wszystkich współczynników stabilizacji prądu kolektora.

Zmianę nap. UCE spowodowaną zmianą temperatury

Można obliczyć z zależności :

Stosowanie zbyt dużych wartości rezystora RE

prowadzi zatem z drugiej strony do wzrostu napięcia

zasilania ECC i zwiększenia zmian napięcia

ΔUCE z temperaturą.

Wartość rezystora RE jest ograniczona zarówno od góry

Jak i od dołu.

Od dołu, wartość RE jest ograniczona warunkami

stabilizacji prądu kolektora, które pogarszają się,

gdy RE maleje. Wzór na minimalne Re

W wzmacniaczu rezystancyjnym zbyt małe wartości RE

i RB powodują w praktyce nadmierne zmniejszenie

wzmocnienia dla składowych zmiennych, ponieważ

rezystancje te bocznikują wejście i wyjście tranzystora.

Przy wyborze wartości RE należy się kierować rozsądnym

kompromisem między warunkami stabilizacji prądowej i

napięciowej oraz wartością napięcia zasilania i

wzmocnienia układu oraz rezystancji wejściowej i

wyjściowej układu.

Od góry wartość ta jest ograniczona dwoma czynnikami:

a) maksymalnym napięciem zasilania, które w może być

zastosowane w układzie

b) warunkami stabilizacji napięcia kolektora, które

pogarszają się, gdy RE rośnie

2. Inne układy zasilania (jednobateryjne)

W których bateria EBB zastąpiona źródłem

obliczanym z tw. Thevenina

a) zasilanie stałym prądem bazy

Rzadko stosowany - ze względu na:

1. Duży wpływ temperatury

2. Bardzo duże wartości Rb

b) zasilanie potencjometryczne ze sprzężeniem

emiterowym

Podstawowy sposób zasilania tranzystora w układach

dyskretnych, zawierających jedno źródło nap.

zasilającego.

Gdy zastosowane są duże wartości Re

i małe Rb zmiany zależne od beta są

redukowane ale wzmocnienie zmniejsza

się. Ponadto wygodny dobór oporników.

c) zasilanie ze sprzężeniem kolektorowym

Zredukowany wpływ zmian bety na punkt

pracy przez zastosowanie ujemnego

sprzężenia zwrotnego.

Stabilizacja zależy od rezystancji Rc, więc układ jest

trudniejszy do realizacji.

d) układ ze stałym prądem emitera

Ponieważ: UBEႻ0.6V...0,7V Ⴛ const, to

Cecha charakterystyczna - niewielka

zależność od bety

Stabilizacja punktu pracy jest tym lepsza,

im Re jest większe. Ma najlepsze cechy

stabilizacyjne. Najłatwiej zrealizować w postaci

źródła prądu stałego w obwodze emitera.

e) układ różnicowy - bez kondensatore Ce

f) źródło prądowe z kompensacją nieliniową

(lustro prądowe)

g) Obwody polaryzacji tranzystorów bipolarnych
z elementami nieliniowymi

Kompensacja zmian Ube niskie i średnie

temperatury (pokojowe)

Temperaturowe zmiany nap. na złączu tranzystora

Są kompensowane przez zmianę nap. na diodach

Kompensacja wpływu Ic0 -wyższe temperatury-

(kilkadziesiąt i więcej st. C)

I_C = f [I_CB0(T), U_BE(T), β_F(T) ]

β_F(T₁) = β_F(T₀)[1 + γ (T₁ - T₀)]

U_BE(T₁) = U_BE(T₁) - c (T₁ - T₀)

ΔU_CE = - ΔI_CE (R_C + R_E)

---