А. Красько - Схемотехника аналоговых электронных устройств

Меньшее тепловое сопротивление имеют керамические и металлические корпуса, большее — пластмассовые.

Отметим, что Δ I к 01 берется положительным, хотя ε T имеет знак минус, это поясняется на рисунке 2.17.

Рисунок 2.17. Тепловое смещение проходных характеристик БТ

Определяем приращение тока коллектора Δ I к 02, вызванного изменением обратного (неуправляемого) тока коллектора Δ I кбо :

Δ I к 02 = Δ I кбо ·( H 21э+ 1),

где приращение обратного тока Δ I кбо равно:

Δ I кбо = I кбо ( T спр )·[exp(αΔ T ) – 1],

где α — коэффициент показателя, для кремниевых транзисторов α=0,13.

Следует заметить, что значение I кбо , приводимое в справочной литературе, особенно для транзисторов средней и большой мощности, представляет собой сумму тепловой составляющей и поверхностного тока утечки, последний может быть на два порядка больше тепловой составляющей, и он практически не зависит от температуры. Следовательно, при определении Δ I к 02 следует пользоваться приводимыми в справочниках температурными зависимостями I кбо , либо уменьшать справочное значение I кбо примерно на два порядка (обычно I кбо для кремниевых транзисторов составляет порядка ( n ·10 -7… n ·10 -6) А, и порядка ( n ·10 -6… n ·10 -5) А для германиевых, n=(1…9).

Приращение коллекторного тока, вызванного изменением H 21э, определяется соотношением:

Δ I к 03 = H 21э·( I кбо + I б 0),

где Δ H 21э= k T · H 21э·Δ T , k T ≈ 0,005 отн. ед./град.

Полагая, что все факторы действуют независимо друг от друга, запишем:

Δ I к 0 = Δ I к 01+ Δ I к 02+ Δ I к 03.

Для повышения термостабильности каскада применяют специальные схемы питания и термостабилизации. Эффективность таких схем коэффициентом термостабильности, который в общем виде представляется как:

S T = Δ I к 0 стаб /Δ I к 0.

Учитывая различный вклад составляющих Δ I к 0, разное влияние на них элементов схем термостабилизации, вводят для каждой составляющей свой коэффициент термостабильности, получая выражения для термостабилизированного каскада:

Δ I к 0 стаб = S T 1Δ I к 01+ S T 2Δ I к 02+ S T 3Δ I к 03.

Обычно S T 2≈ S T 3, что обусловлено одинаковым влиянием на Δ I к 02 и Δ I к 03 элементов схем термостабилизации:

Δ I к 0 стаб = S T 1Δ I к 01+ S T 2(Δ I к 02+ Δ I к 03).

Полученная формула может быть использована для определения Δ I к 0 усилительного каскада при любой схеме включения в нем БТ.

Рассмотрим основные схемы питания и термостабилизации БТ.

Термостабилизация фиксацией тока базы .Схема каскада представлена на рисунке 2.18.

Рисунок 2.18. Каскад с фиксацией тока базы

R б определяется соотношением:

т.к. E к >> U бэ 0.

Очевидно, что I б 0"фиксируется" выбором R б , при этом ослабляется влияние первого фактора нестабильности тока коллектора (за счет смещения проходных характеристик). Коэффициенты термостабилизации для этой схемы таковы:

Отсюда видно, что данная схема имеет малую эффективность термостабилизации ( S T 2≈1).

Коллекторная термостабилизация .Схема каскада представлена на рисунке 2.19а.

Рисунок 2.19. Каскад с коллекторной термостабилизацией (а) и его варианты (б, в)

R б определяется соотношением:

т.к. U к 0>> U б 0.

Термостабилизация в этой схеме осуществляется за счет отрицательной обратной связи (ООС), введенной в каскад путем включения R б между базой и коллектором БТ. Механизм действия ООС можно пояснить следующей диаграммой: