|
| |
|
Главная Журналы нием каких параметров можно увеличить ДВС токоот-вода. Анализируя выражение (4.11), нетрудно заметить, что увеличением сопротивления эмиттерного резистора до бесконечности мы всего-навсего приблизим ДВС токоотвода только и выходному сопротивлению транзистора. Следовательно, необходимо искать другие пути увеличения ДВС токоотвода. Если сопротивление эмиттерного резистора равно нулю и на базу транзистора подавать опорное напряжение от источника напряжения, то выражение (4.11) можно упростить: Из выражения (4.12) следует, что если сумма членов знаменателя равна нулю, то ДВС токоотвода будет равно бесконечности. Таким образом, варьируя параметры транзистора, можно получить большое ДВС токоотвода и ток, мало зависимый от напряжения. * Однако параметры интегральных транзисторов обычно задают исходя из высокого значения hzi и, следовательно, воздействовать на параметры транзистора ИНТ, изготовленного с другими транзисторами групповым методом, можно только с помощью схемотехники. Кроме того, на параметры транзистора сильно влияет изменение температуры, в силу этого обстоятельства необходимо предусмотреть и схемотехническую температурную стабилизацию. Поскольку в схеме ОБ Л2,ц= - 1, то на ДВС помимо h будет существенно влиять параметр ,2 поэтому необходимо предусмотреть схемную нейтрализацию этих /г-параметров. пример 4.1. Прежде чем анализировать известные схемные решения ИНТ, рассчитаем в качестве примера по формуле (4.11) ДВС простейшего токоотвода, реализованного по схеме на рис. 4.2,а. Полагая, что й-параметры интегрального транзистора для схемы ОБ имеют следующие средние значения: fiii=30 Ом; /ii2=3-10-; hu = --0,99; /222=3-10" Сим, а сопротивления резисторов соответственно равны: /?Б=1 кОм, =1 кОм, получаем 30-Ц000+ 1000(1 -0,99) «вых- 3.l0--(i000 + 1000) + 30-3-10- + 3-10--0,99 ~ = 1,03 МОм. В этом простейшем токоотводе ДВС составляет примерно 1 Мом. 118 Чтобы увеличить ДВС и обеспечить температурную стабильность параметров ИНТ, необходимо совершенствовать его схемотехнику. С этой целью для базовой цепи транзистора (рис. 4.2,а) запишем уравнение IndU-iI + I)R, (4.13) Решая уравнение (4.13) относительно тока / и производя некоторые упрощения, получаем: Ra О + «./2) Ra (4.14) Из выражения (4.14) следует, что при неизменных значениях сопротивлений резистаров ток ИНТ будет зависеть только от f/gg и fn. Поскольку f7g3 изменяется с изменением температуры, то и ток / в температурном диапазоне не остается постоянным. Для того чтобы ток / был мало зависим от температуры, необходимо последовательно с резистором R2 (рис. 4.2,а) включить р-п переход, идентичный эмиттерному переходу транзистора. Тогда к первому члену выражения (4.14) прибавится добавка .1) которая по величине мало отличается от f/gg. В такой схеме ИНТ ток / будет изменяться с изменением температуры незначительно. Заметим, что изменение напряжения питания в этой схеме ИНТ будет влиять на ток за счет изменения падения напряжения на .резисторе R2. Чтобы избавиться от этого нежелательного явления, напряжение источника питания стабилизируют. Проанализировав схему ИНТ (рис. 4.2,а), можно сказать, что она обладает рядом существенных недостатков. Поэтому на практике применяются только модифицированные схемы. Токоотводы с диодным смещением. Вначале рассмотрим схе.му ИНТ (рис. 4.2,е) на одном резисторе и двух транзисторах, один из транзисторов (Ti) вклкяен как диод. Так как транзисторы Ti и Тл - интегральные, параметры их высокие (/721100) и имеют незначительный разброс, то при одном и том же напряжении база - эмиттер их эмиттерные, а следовательно, и коллекторные токн относятся как площади эмнттерных областей: 41 -Ч! Kl -=--jK. (4.15) Э2 -эг К2 При равенстве эмиттерных областей К=\. На практике К выбирают от 1 до 5. Напряжение на участке база - эмиттер одного транзистора в этой схеме используется для фиксации тока в другом. Это осуществляется за счет равенства площадей эмиттерных областей. Ток через резистор Подставляя (4.16) в (4.15), получаем аналитическое выражение тока ИНТ: Чтобы найти аналитическое выражение ДВС токоотвода (рис. 4.2,е), на выражение (4.11) наложим условие Rq = 0, /?g = /z,jg гш = - 1, тогда имеем Определим ДВС токоотвода, подставив в (4.18) средние значения параметров транзистора: /?вых = 2-3-10- + 3-lb-V30 Из-за отсутствия резисторов в эмиттерной и базовой цепях ДВС несколько уменьшилось по сравнению с ИНТ (рис. 4.2,а), но зато увеличилась температурная стабильность тока ИНТ. Температурную стабильность тока можно еще повысить, если вместо двух транзисторов в схеме ИНТ использовать три транзистора по схеме рис. 4.2,г [25]. В этой схеме ИНТ опорный ток h поддерживается на одном уровне за счет того, что базовый ток транзистора вначале вычитается из опорного тока, а затем возвращается вновь в базу опорного транзистора 7*1, т. е. создается глубокая отрицательная обратная связь, которая увеличивает ДВС токоотвода. Напряжение база - эмиттер транзистора Гз фиксирует напряжение смещения опорного транзистора Ti, который, в свою очередь, фиксирует уровень тока транзистора Гг. Отношение тока ИНТ и опорного тока для этой схемы составляет / . -61-2/62 + 1 = -7-- (4.19) При коэффициенте усиления токов транзисторов, равном 100, и разбросе параметров, не превышающем 20%, отклонение тока токоотвода от опорного будет составлять около 0,57о- Токоотводы с резисторным смещением. Недостаток схем с диодным смещением заключается в том, что для фиксации тонсов используют отношение площадей эмиттеров транзисторов. Исходя из изложенного ранее отношение площадей эмиттеров можно брать не более 5 раз. КОГда отношение тока ИНТ и опорного тока приближается к пяти, желательно использовать схемы токоотводов с резистор- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 |