5 (1941)

"’i iiiiiaaMi m,

>

baza-kolektor płynie prąd zerowy diody kolektorowej /_CH), który zostaje wzmocniony i przez tranzystor płynie prąd l_CEg, przy czym

(1.15)

" (1 ⁺ PoKcflO

Prąd I_CE0 może stanowić znaczną część całkowitego prądu kolektora wysterowanego tranzystora i zależy wykładniczo od temperatury. Prąd /_C£0 zwiększa się dwukrotnie w przypadku tranzystorów germanowych — przy każdym wzroście temperatury o 10°C, a dla tranzystorów krzemowych — przy wzroście temperatury o 6°C, a więc zmiany są większe. Chociaż tranzystory krzemowe wykazują większy wzrost prądu zerowego niż germanowe, to jednak są one lepsze od germanowych, gdyż bezwzględna wartość I_CE0 w tej samej temperaturze jest znacznie mniejsza (kilkaset razy). Na przykład, w temperaturze 20°C dla tranzystora germanowego I_cm = = 10 pA, a dla tranzystora krzemowego I_CEa = 0,04 pA.

czynnik stabilizacji S.

Wpływ zmian napięcia U_BE jest istotny w tranzystorach krzemowych, natomiast jest pomijany (w porównaniu z wpływem 1_CEQ) w tranzystorach germanowych. Zmiany współczynnika wzmocnienia P₀ powinny być uwzględniane w obydwu typach tranzystorów. Wpływ prądu zerowego I_CE0 na prąd kolektora określa wspól-

u«*9>W}***

« AA /

(1.16)

Dla układu bez stabilizacji współczynnik S_i = 1 ⁺ P₀. Oznacza to, że prąd zerowy zostaje wzmocniony (1 + P₀) razy. Udział prądu I_cm w prądzie kolektora jest najmniejszy dla S, = 1 i taki przypadek jest najkorzystniejszy, lecz trudny do zrealizowania w praktyce.

Istnieje wiele układów zasilania zapewniających ustalenie i stabilizację punktu pracy tranzystora. Poniżej zostaną przedstawione typowe układy oraz podstawowe wzory projektowe.

Na rys. l.B pokazano podstawowy i najczęściej spotykany układ zasilania z dzielnikiem napięcia w obwodzie bazy (i?,, Rj) i ujemnym emiterowym sprzężeniem zwrotnym. Rezystor R_E polaryzuje emiter tranzystora napięciem dodatnim (w stosunku do masy) o wartości proporcjonalnej do prądu 1_F. Jest to tzw. polaryzacja automatyczna. Poniżej zostanie wyjaśniony efekt ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Przyjmujemy, że jakaś przyczyna spowodowała wzrost prądu kolektora, a więc i emitera. Potencjał emitera również wzrósł i jeżeli potencjał bazy jest stały (dzięki rezystorom /?,, R₂), to efektywne napięcie sterujące U_RE obniży się, powodując mniejsze wysterowanie tranzystora. To z kolei doprowadza do zmniejszenia prądu kolektora i emitera, a więc powoduje zmianę o kierunku przeciwnym do przyczyny początkowej. O stałości prądu kolektora decyduje wartość sprzężenia. Potencjał bazy jest stały i nie zależy od prądu bazy pod warunkiem, że rezystory R_t i R₂ są odpowiednio małe. Kondensator C_E umożliwia przepływ składowej zmiennej prądu emitera, nie powodując ujemnego sprzężenia zwrotnego dla wzmacnianego sygnału. Często jest realizowany układ z dzieloną rezystancją R_E (rys. 1.8c), przy czym część R_m jest zbocznikowana kondensatorem C_£. Jest to kompromisem między 12

wartością wzmocnienia i rezystancji wejściowej. Współczynnik stabilizacji S. dla tego układu wyraża się wzorem

= t^{1 +} Po)

R.

(^l + Po)

*1

R.

¹⁺(^{1 + P}o)^

gdzie

(1.18)

Wartość współczynnika stabilizacji S, często określa się z góry, narzucając odpowiedni (dopuszczalny) przyrost prądu kolektora. Praktyczna jego wartość zawiera się od 3 do 7. Z analizy zależności (1.17) wynika, że stabilizacja temperaturowa prądu kolektora jest tym lepsza, im rezystancja R_E w emiterze jest większa, a rezystancja R_g w bazie jest mniejsza.

Rys. 1.8. Układ potcncjomelryczny zasilania: a) bez sprzężenia zwrotnego, b) uproszczony schemat zastępczy układu (a), c) ze sprzężeniem zwrotnym, d) uproszczony schemat zastępczy układu (c) 111

Rezystancja wejściowa r_we jest określona wyrażeniami dla układu z rys. 1.8b

^d'^f U.

= h,

(1.19)

- dla układu z rys. 1.8d

(1.20)

U.

'we = ~r -A_lu⁺(P⁺¹)Jlfl

* D

13