Усилители на биполярных транзисторах

В усилителе в качестве активного элемента использован биполярный транзистор. Перед тем, как подавать на вход усилителя сигнал, подлежащий усилению, необходимо обеспечить начальный режим работы (статический режим, режим по постоянному току, режим покоя). Начальный режим работы характеризуется постоянными токами электродов транзистора и напряжениями между этими электродами, т.е. способами подачи смещения.

Для характеристики проблемы обеспечения начального режима рассматривают следующие три схемы:

· с фиксированным током базы;

· с фиксированным напряжением базы

· с коллекторной стабилизацией;

· с эмиттерной стабилизацией.

· с помощью дополнительного источника питания

Схема с фиксированным током базы (рис. 9.9).

Схемы подачи смещения на базу транзистора с помощью дополнительного источника питания: а) параллельное, б) последовательное подключение источника смещения к базе транзистора

Рис. 9.9. Схема включения транзистора с фиксированным током базы

Схема подачи смещения с фиксированным током базы

Определение параметров цепи подачи смещения сводится к расчету номинала резистора R_б.

,

где U _Б0 – напряжение смещения базы, соответствующее найденному по характеристикам току покоя базы.

Учитывая, что напряжение смещения базы существенно меньше напряжения питания коллекторной цепи Е_К транзистора, можно записать

.

Из полученного выражения следует, что ток базы не зависит от параметров транзистора, т.е. как бы фиксирован номиналами резистора смещения и величиной напряжения питания коллекторной цепи

Смещение с фиксированным напряжением базы. В этой схеме, как и в схеме с фиксированным током базы, С_р1, С_р2 - разделительные конденсаторы. Они служат для развязки цепей постоянного и переменного токов. Конденсатор С_р1 не пропускает постоянный ток делителя (следовательно, и смещения) в цепь источника сигнала, а С_р2 – защищает входную цепь последующего каскада (базу следующего транзистора) от относительно большого коллекторного напряжения транзистора.

Схема подачи смещения с фиксированным напряжением базы

Напряжение смещения на базу транзистора подается с делителя, состоящего из резисторов R_д1 и R_д2 . Ток, протекающий через сопротивление делителя I_д,выбирается из условия наименьшего влияния тока базы на величину напряжения смещения, т.е. I_д ³ (5...10) I _б0, здесь I_б0 – ток базы в рабочей точке, т.е. ток смещения базы. С учетом этого условия можно определить суммарное значение сопротивления делителя

.

Так как напряжение смещения на базу транзистора подается с сопротивления R_д2, то падение напряжения на нем должно равняться величине напряжения смещения транзистора U_СМ. Тогда

.

Зная сопротивление нижнего плеча делителя, можно определить сопротивление R_д1 делителя:

R_д1 = R_д – R_д2.

Напряжение смещения, определяемое как U_СМ = I_д R_д2 , зависит только от величины нижнего плеча сопротивления (R_д2) и тока (I_д) делителя, т.е. является фиксированным.