Elektronikawzad56

W. Ctązyfelci FI.PKTRONIKA W ZADANIACH

C«!>C 2: Analiza wpływu zmian trmpcratiiry na pracę układów półprzewodnikowych

Rys. 2.8.5

Podobnie zwierając jednocześnie obydwie SEM uzyskujemy schemat cząstkowy pokazany na rysunku 2.8.5 pozwalający na obliczenie napięcia U panującego na SP.V1 równej Aln jako iloczynu tego prądu i wypadkowej rezystancji trzech połączonych równolegle rezystorów:

U = -AĄ,(/?, IIR, U /?,)= -Al_a[/?, II (R₂ I2)]

Poszukiwane składowe przyrostu prądu bazy dla obydwu tranzystorów są równe i wynoszą:

= M =-^ ₌ -A/ *» ^Hfa/²>- ĄI    ^R'

¹    R₂ ° R_:    “^a2R_{l +} R₂

A/„

(2.&2)

SPM równa Afa nie daje składowych płynących przez bazy' tranzystorów, gdyż jest zwierana do E2 przez zerową rezystancję r^Ei-

Sumaryczne przyrosty prądów' bazy obydwu tranzystorów są równe i wynoszą:

(2.8.3)

2 R_t + R₂

Teraz przywołując wyrażenie (W2.7) dla stanu aktywnego tranzystora:

U_c = P ■ A/. + (/. +1„o)-A>S + (/J + l>-A/_cw

wiążące przyrost prądu kolektora tranzystora z jego przyczynami w postaci Aft. AU be

i AJcwj zauważamy, że jest ono identyczne dla obydwu tranzystorów, gdyż;

-    wspomniane przyrosty A(3 i AJcbo oraz parametry (3 i Icbo tranzystorów możemy uważać za jednakowe;

-    powyżej wykazaliśmy (wyrażenie 2.8.3) że przyrosty prądów bazy sąjcdnakowe;

-    jak można zauważyć także spoczynkowe wartości prądów bazy są jednakowe (bazy obydwu tranzystorów są zasilane z tego samego punktu przez jednakowe rezystory R₂).

Podstawiając otrzymaną zależność (2.8.3) do (W2.7) otrzymujemy wyrażenie:

2 R, + R

-P:

-AJ_C

(2.8.4)

Po prawej stronie równania pojawił się ze znakiem ujemnym składnik zależny od poszukiwanego prądu Alę. Po przeniesieniu na lewą stronę zwiększy on wartość współczynnika, przez który mnożony jest przyrost Ale, aby zrównoważyć sumę trzech składników pochodzących od trzech źródeł niestałości (AJcbo, Afi \ AU be)-Przyrost Ale okaże się zatem mniejszy niż w układzie bez tranzystora Tl (układ wzmacniacza zc wspólnym emiterem, patrz zadanie 2.1). W ten sposób przejawia się rachunkowa działanie dodatkowego tranzystora poprawiające stałość punktu pracy. Kontynuując przekształcenia mamy:

*M 1 + 0

AC/.

A/,=-

1 + 0

_L a/ +(/ + / v A0    A V be

o ^c'^o('    2 R,*R,

Ry

2/?, + R₂

(2.8.5)

Definiując podobnie jak w poprzednich zadaniach współczynnik niestałości prądu kolektora S jako wyrażenie stające przed nawiasem po prawej stronic równania

mamy:

S

(2.8.6)

1+ P

2R, + R:

Ad 2. W poniższej tabeli podano wartości współczynnika niestałości S w zależności od stosunku rezystancji R1/R2 dla tranzystora o wzmocnieniu prądowym fi = 100.

Rl/R2	0	0,01	0,1	1	10	00
Ri dla R2= 10kQ	0	0,1 kil	1 kQ	IOkO	100 kśż	00
S	100 (= /D	50,5	10,7	2,91	2,06	0.98 (=a)

Dla Rj /R2 — 0 (czyli Ri = 0, co odpowiada podłączeniu rezystora polaryzacji bazy tranzystora T2 bezpośrednio do zasilania, a zatem oznacza eliminację wpływu dodatkowego tranzystora Tl na tranzystor T2) współczynnik niestałości S = fi = 100 co zgadza się z wnioskiem uzyskanym dla tranzystora w połączeniu WE w zadaniu 2.1. Wzrostowi wartości R> przy stałym R2 odpowiada poprawa stałości punktu pracy, wyrażająca się malejącą wartością współczynnika niestałości S. Maleje wtedy także udział w całkowitym przyroście Air składowej wywołanej przez zmianę AU be (patrz trzeci składnik w nawiasie zależności 2.8.5). Minimalna wartość S = a = 0,99 dla R_{ = co jest oczywiście nieosiągalna, gdyż odpowiadałaby jej przerwa w obwodzie kolektora Tl i zerowy prąd bazy T2. Praktyczne znaczenie mają wartości Ri/R: w zakresie 0,1 + 10, dla których łatwo udaje się ustalić punkt pracy tranzystorów przez dobór odpowiednich wartości napięcia zasilania i rezystancji Rc-

Zwróćmy jeszcze raz uwagę na fakt, że rezystancja Rc w ogóle nie wpływa na niestałość Alc2 prądu kolektora. Wpływa ona oczywiście na niestałość AUce: napięcia kolektor emiter, gdyż rezystor Rc przetwarza zmiany prądu kolektora na zmiany tego napięcia.

Ad 3. Z zależności (2.8.5) wynika, że wszystkie wpływy pochodzące od AIcbo* Afi i A U be się sumują (znak trzeciego składnika w nawiasie wyrażenia jest odwracany, jako żc „przyrost” napięcia Ube jest ujemny). W tym układzie pełna kompensacja wpływu zmian napięcia Ube nie jest zatem możliwa, gdyż wymagałaby zastosowania rezystancji 2Rj + Rj - 00.