Энциклопедия радиолюбителя

Настройку устройства производят по каскадам. В каскадах транзисторных устройств в основном используется три основных способа подачи напряжения смещения к базе транзистора.

Рассмотрим работу транзисторного каскада с резисторной нагрузкой без стабилизации режима (рис. 8.4).

Рис. 8.4.Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой без стабилизации режима

При отсутствии входного сигнала начальные напряжения на электродах транзисторов следующие

U_кэ = U_п- I_кR_к и U_бэ = U_п — I_бR_б.

В приведенных формулах напряжения смещения U_бэ для германиевых и кремниевых транзисторов должны иметь значения в соответствии с рис. 8.1, 8.2. Из этих выражений видно, что от величины сопротивления резистора R_б зависит величина напряжения смещения U_бэ, а следовательно, и начальное положение рабочей точки на характеристике транзистора. На хорошую работу такого каскада большое влияние имеет точность, с какой для данного транзистора, имеющего коэффициент усиления по току β, подобраны сопротивления резисторов R_б и R_к. Работу каскада при этом можно проконтролировать по напряжению на резисторе R_к или по напряжению между коллектором и эмиттером транзистора. Зная U_п и β, можно вычислить величину управляющего тока коллектора транзистора по формуле

I_к = βU_п(B)/R_б (кОм), мА

Если величина сопротивления резистора R_к = 500…600 Ом, то напряжение на нем удобнее определить, как разницу между питающим напряжением и напряжением коллектор — эмиттер. Для маломощных низкочастотных и высокочастотных транзисторов напряжение коллектор-эмиттер принимают 2…2,5 В, а ток коллектора — 0,5 мА. Транзисторы МП39…МП41 имеют максимальное усиление по току, когда ток коллектора 1…2 мА. У транзисторов П401…П403, П416 и т. п. усиление растет с ростом тока коллектора до 5…8 мА. От напряжения на коллекторе усиление по току существенно не зависит, при его повышении улучшается устойчивость высокочастотных каскадов. При замене в рассматриваемом каскаде транзистора с одним значение β на транзистор с отличным значением β, приходится снова подбирать значения R_б и R_к. На усиление транзистора с такой простой схемой смешения оказывает влияние помимо разброса параметров транзисторов еще и изменение температуры окружающей среды.

Более стабилен в работе каскад, имеющий термостабилизацию по схеме, представленной на рис. 8.5.

Рис. 8.5.Принципиальная схема транзисторного каскада с резисторной нагрузкой с термостабилизацией режима

В этом случае к напряжению, измеренному между коллектором и плюсом питания, добавляется напряжение на резисторе R_э, которое составляет приблизительно 1 В. Если считать, что напряжение между коллектором и эмиттером может быть снижено до 1,5 В, так как каскад стабилизирован, то общее напряжение между коллектором и «землей», как и первом случае, должно быть не менее 2,5 В. Указанные режимы являются ориентировочными, средними в случае работоспособных транзисторов. В каскадах, где режимы отличаются от рекомендованных на 20…30 %, подстраивание их режимов на первой стадии налаживания можно не проводить. Установку режима работы транзистора можно производить резистором R_б1, который соединен с базой транзистора. Для увеличения тока коллектора необходимо сопротивление резистора R_б1 уменьшить, а для уменьшения, наоборот, увеличить. Для удобства настройки каскада резистор R_б1 составляют из двух резисторов: одного переменного и одного постоянного с сопротивлением 10…30 кОм. Изменяя сопротивление переменного резистора, добиваются необходимого тока коллектора. Омметром измеряют получившееся сопротивление двух резисторов и затем вместо них впаивают один резистор, величина сопротивления которого равна измеренному значению двух сопротивлений.

Ток коллектора в схеме со стабилизацией можно оценить, измерив напряжение на резисторе R_э. Если разделить величину падения напряжения (в вольтах) на величину R_э (в килоомах), то получим ток эмиттера в миллиамперах. Ток коллектора меньше тока эмиттера на величину базового тока, а последний не превышает 5 % I_э. Поэтому можно считать, что I_э = I_б. В каскадах с индуктивной нагрузкой без стабилизации режима работы напряжение на коллекторе равняется напряжению источника питания и здесь необходим контроль тока коллектора (рис. 8.6). Регулировку такого каскада также производят подбором величины сопротивления резистора R_б.

Рис. 8.6.Принципиальная схема каскада с индуктивной нагрузкой без стабилизации режима работы