Читать учебное пособие по информатике, вычислительной технике, телекоммуникациям: "Статический режим транзисторных усилительных каскадов" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Активный компонент усилителя (транзистор, операционный усилитель, электронная лампа) для выполнения той или иной функции должен иметь вполне определённые координаты статического режима: напряжения на электродах, токи через выводы. Здесь мы будем анализировать работу активных компонентов только в линейном режиме. Координаты статического режима будут задаваться с помощью резисторов, стабилитронов, диодов, источников ЭДС или тока, подключаемых к выводам активных компонентов; эти элементы будем называть цепями смещения.

Параметры элементов цепей смещения должны быть определены на основе расчёта, который выполняется, как правило, на основе решения системы уравнений, составленной на основе первого и второго правил Кирхгофа.

Так, для схемы, приведённой на рисунке 1, справедлива следующая система уравнений: где UБ – потенциал базы транзистора; IK, IЭ – токи коллектора и эмиттера транзистора соответственно; UКБ, UБЭ – разность потенциалов между соответствующими электродами. Рис. 1. Схема установления статического режима биполярного транзистора

Второе уравнение системы (1) можно упростить, если выполняется условие: IБ >1, то есть ток делителя IД, протекающий через резисторы R1 и R2, много больше тока базы транзистора. Задавшись ЕП = 9 В, UЭ = 1 В, IК = 1 мА, UК = 4,5 В, UБЭ = 0,7 В, IК  IЭ,  =65, из системы уравнений (2) определим недостающие номиналы элементов:

Выбрав сопротивление резистора R2=6,5 кОм, находим, что R110 кОм, RK =3,2 кОм (при токе делителя IД  0,26 мА).

Интересную возможность предоставляет программа схемотехнического моделирования для сопоставления характеристик двух и более схем. Если создать входной файл одновременно для нескольких схем, подключив их к одному источнику питания, и глобальными узлами сделать шины питания и общую шину, легко на одном графике увидеть результаты моделирования той и другой схемы.

Для иллюстрации результатов моделирования в качестве транзистора использован КТ316В (модель в Spice-библиотеке имеет имя Q2T316B).

Для расчёта статического режима можно использовать директиву "Bias Point Detail". Тогда результаты в виде таблицы будут помещены в выходной файл Examine Output меню Analysis и координаты статического режима – токами в ветвях или напряжения в узлах можно увидеть на графике схемы при нажатии пиктограммы или в графическом редакторе Schematics (см. разд. 10). Можно также задать вариацию напряжения источника питания ЕП в пределах  10 % и увидеть результаты при использовании постграфического процессора Probe. Температурные исследования схем можно провести с помощью вложенных циклов по директиве "DC Sweep", но лучше, для большей наглядности, провести моделирование дважды – для вариации напряжения питания и для вариации температуры.

Результаты моделирования схем рисунков 3а и г приведены на рисунках 4 и 5. Стабильность схем при вариации напряжения питания примерно одинакова.

Рис. 4. Зависимость изменения тока коллектора и потенциала коллектора при изменении напряжения питания

кирхгоф ток коллектор напряжение стабильность

При изменении температуры окружающей среды стабильность схемы г выше, так как в ней действует ещё один контур отрицательной обратной связи через резистор RЭ, а влияние температурного изменения тока IКБ.0 ослаблено за счёт наличия резистора R2

Похожие работы