книги / Стабилизация параметров транзисторных усилителей

Ш у м ы д р о б о в о г о э ф ф е к т а и м ею т х а р а к т е р н е р е гу ­ л я р н ы х ф л ю к т у а ц и и , в ы зы в а ю щ и х к о л е б а н и я вели ч и н т о к о в , п р о т е к а ю щ и х ч ер е з п ер ех о д ы т р а н з и с т о р а .

С р е д н е е зн а ч е н и е н а п р я ж е н и я д р о б о в ы х ш у м о в к о л ­ л е к т о р н о г о и э м и т т е р н о г о п е р е х о д о в м о ж е т б ы ть с о о т ­

= f ( t ) , р а с с ч и т а н н а я п о ф о р м у л е (1 -6 3 ), и з к о то р о й с л е ­ д у е т , ч то д р о б о в ы е ш у м ы к о л л е к т о р н о г о п е р е х о д а в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р о т + 2 0 д о + 8 0 ° С п р и ж е с т к о й с т а б и л и з а ц и и р а б о ч е й т о ч к и в о з р а с т а ю т п р и м е р н о н а 5,5 д б ,

Д л я б о л е е в ы с о к и х т е м п е р а т у р в е л и ч и н а н а п р я ж е н и я ш у м о в р а з д е л е н и я то к о в за м е т н о в о з р а с т а е т , т а к к а к о н а з а в и с и т о т ц ел о го р я д а ф а к т о р о в и, в ч ас тн о сти , от о т н о ш е н и я I m f h u ч то и с к л ю ч а е т в о з м о ж н о с т ь п о л у ч е ­

0,8

0,4

t

Рис. 1-20. Зависимость напряжения терми­ ческих шумов базового перехода плоскост­ ного транзистора от температуры.

ч ен и е м д р о б о в ы х ш у м о в к о л л е к т о р н о го п е р е х о д а , и зм е ­

м о щ н ы х у с и л и т е л ь н ы х к а с к а д о в . Э т о т в ы в о д х о р о ш о со ­ г л а с у е т с я с д а н н ы м и , п р и в е д е н н ы м и в [Л . 36], с о гл ас н о к о т о р ы м с т а б и л и з а ц и я р е ж и м а п и т а н и я у с и л и те л ьн о го

ф л ю к т у а ц и о н н о г о п р о и с х о ж д е н и я , и м ею щ и е м а к с и м а л ь ­

т а к ж е в н у т р е н н е е с о п р о ти в л е н и е г е н е р а т о р а с и г н а л а и п о л о с а р а б о ч и х ч а с т о т 1.

1 Сопротивление нагрузки практически не влияет на уровень собственных шумов транзисторного каскада, что эффективно испольг зуется для обеспечения высокого коэффициента усиления в «малошумящем» режиме работы.

О п т и м а л ь н ы е в е л и ч и н ы с о п р о т и в л е н и я г е н е р а т о р а с и г н а л а м о гу т б ы т ь о п р е д е л е н ы н а о с н о в е с л е д у ю щ и х

» '# г.к .о п т . Х а р а к т е р н о то , ч то д л я с х ем в к л ю ч е н и я т р а н ­ з и с т о р о в с о б щ е й б а з о й , о б щ и м э м и т т е р о м и о б щ и м к о л ­ л е к т о р о м у р о в е н ь с о б с т в е н н ы х ш у м о в я в л я е т с я п р и м е р ­ н о о д и н а к о в ы м . В то ж е в р е м я н а и б о л е е в ы г о д н о й я в л я е т с я с х е м а с о б щ и м э м и т т е р о м , д л я к о т о р о й с о п р о ­ т и в л е н и е г е н е р а т о р а , с о о т в е т с т в у ю щ е е м и н и м а л ь н о м у у р о в н ю с о б с т в е н н ы х ш у м о в у с и л и т е л ь н о г о к а с к а д а , п р и ­ м е р н о р а в н о его в х о д н о м у с о п р о т и в л е н и ю (Я г.о.опт»

~ I Хцх.Э | ) •

Д л я о б е с п е ч е н и я р а б о т ы у с и л и т е л я в « м а л о ш у м я - щ е м » р е ж и м е н е о б х о д и м о , ч т о б ы п е р в ы е к а с к а д ы е го и с п о л ь з о в а л и с ь п р и м а л ы х т о к а х э м и т т е р а и н е б о л ь ш о м н а п р я ж е н и и н а к о л л е к т о р е , а т а к ж е б ы л а п о в о з м о ж ­ н о сти с у ж е н а п о л о с а р а б о ч и х ч а с т о т . О д н а к о п р и у м е н ь ­ ш е н и и н а п р я ж е н и я н а к о л л е к т о р е о д н о в р е м е н н о м о ж е т

34

й р о и зо й т и с н и ж е н и е к о э ф ф и ц и е н та у си л ен и я т р а н з и с т о ­ р о в, а у м е н ь ш е н и е в ел и ч и н то к о в э м и т т е р а и к о л л е к т о р а п р и в о д и т к п о в ы ш е н и ю р е ж и м н о й н е с та б и л ь н о ст и п а р а ­ м етр о в . О т с у т с т в и е о п т и м у м а по д а н н ы м п о к а з а т е л я м в ы н у ж д а е т в к а ж д о м к о н к р е т н о м с л у ч а е и с к а ть к о м ­ п р о м и сс н о е р еш ен и е .

1-4. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРОВ НА СТАБИЛЬНОСТЬ ИХ ПАРАМЕТРОВ

с о п р о т и в л е н и е т р а н з и с т о р а , х а р а к т е р и з у ю щ е е в о з р а с т а ­ н и е т е м п е р а т у р ы п е р е х о д о в н а ед и н и ц у р а с се и в ае м о й

В у с и л и т е л ь н о м р е ж и м е п р и р а с ч е т а х п о ч ти в с е г д а д о с т а т о ч н о у ч и т ы в а т ь т о л ь к о м о щ н о с т ь , р а с с е и в а е м у ю в к о л л е к т о р н о м п е р е х о д е . В м е с т е с те м Р Вх м о ж е т и м е т ь д о с т а т о ч н о б о л ь ш у ю в е л и ч и н у в с х е м а х п е р е к л ю ч е н и я .

П о ф о р м у л е (1 -7 2 ) и д а н н ы м т а б л 1-2 м о ж н о о п р е ­

Д л я б о л ь ш и н с т в а ти п о в г е р м а н и е в ы х с п л а в н ы х т р а н з и ­ с то р о в у к а з а н н а я ф о р м у л а п р и п о л ь з о в а н и и с п р а в о ч ­

м и. О д н о в р е м е н н о с э т и м д л я н е к о т о р ы х т и п о в д и ф ф у ­ зи о н н ы х , п о в е р х н о с т н о -б а р ь е р н ы х и с п л а в н ы х т р а н з и ­

о к р у г л е н н ы е ве л и ч и н ы т е п л о в о г о с о п р о т и в л е н и я м е ж д у к о р п у с о м т р а н з и с т о р а и о к р у ж а ю щ е й с р е д о й R to, к о т о ­ р о е з а в и с и т о т к о н с т р у к ц и и п е р е х о д о в и к о р п у с а , что о с о б ен н о о щ у ти м о д л я у п о м я н у т ы х т и п о в т р а н з и с т о р о в .

П р и н а л и ч и и т е п л о о т в о д а , к а к э т о в и д н о и з т а б л . 1-2, т е п л о в о й р е ж и м т р а н з и с т о р а з а м е т н о у л у ч ш а е т с я . О с о ­ б ен н о ш и р о к о е р а с п р о с т р а н е н и е н а ш л и т е п л о о т в о д ы п р и с о з д а н и и у с и л и т е л е й и г е н е р а т о р о в н а м о щ н ы х т р а н з и ­ с т о р а х , п р и ч е м п о с л е д н и е л и б о н е п о с р е д с т в е н н о з а к р е п ­ л я ю т с я н а т е п л о о т в о д а х , л и б о ч е р е з и з о л и р у ю щ и е п р о ­ к л а д к и . В к а ч е с т в е и з о л я ц и о н н ы х м а т е р и а л о в н а ш л и п р и м е н е н и е б а к е л и т о в ы й л а к , с л ю д а , п о л и х л о р в и н и л о - в ы е и ф т о р о п л а с т о в ы е п л е н к и и т . п .

Д л я т о го ч т о б ы и з о л и р у ю щ и е п р о к л а д к и з а м е т н о н е у х у д ш а л и у с л о в и й т е п л о о т д а ч и , и х т о л щ и н а н е д о л ж н а п р е в ы ш а т ь н е с к о л ь к и х д е с я т к о в м и к р о н . Д л я с н и ж е н и я т е п л о в о г о с о п р о т и в л е н и я и з о л и р у ю щ и х п р о к л а д о к он и д о л ж н ы п л о т н о п р и л е г а т ь к п о в е р х н о с т и т р а н з и с т о р а и к о р п у с у т е п л о о т в о д а . В э т о м о т н о ш е н и и и з в е с т н о е п р е д п о ч т е н и е о т д а е т с я п л е н к а м и з р а з л и ч н ы х л а к о в и с м о л . Т а к , н а п р и м е р , п р и п р и м е н е н и и с м о л н а э п о к с и д ­ н о й о с н о в е о к а з ы в а е т с я в о з м о ж н ы м п о л у ч и т ь д л я т р а н ­ з и с т о р о в т и п а П 2 1 0 т е п л о в о е с о п р о т и в л е н и е м е ж д у и х к о р п у с о м и т е п л о о т в о д о м п о р я д к а 0 ,3 — 0 ,4 °С /в т .

Т е п л о в о е с о п р о т и в л е н и е и зо л и р у ю щ е й п р о к л а д к и м о ­

н и я т р а н з и с т о р а к т е п л о о т в о д у , см г\ К — к о эф ф и ц и е н т

м о ж е т б ы т ь у ч те н о с п о м о щ ью к о э ф ф и ц и е н та N ' (п ри р а б о т е в у с л о в и я х н о р м а л ь н о г о а тм о с ф е р н о го д а в л е н и я N '= 1 ).

гд е R 'i — т е п л о в о е с о п р о ти в л е н и е п е р е х о д о в т р а н з и с т о ­

ж е т б ы т ь р а с с е я н а в к о л л е к т о р н о м п е р е х о д е с о гл ас н о

с ф о р м у л о й (1 -7 5 ) д л я т р а н з и с т о р о в ти п о в П 4 , П 6 , П 8 — П И , П 1 3 , П 1 6 , П 1 0 1 — П 1 0 6 , П 4 0 1 — П 4 0 3 , П 4 1 0 , П 4 1 1, П 2 0 1 — П 2 0 3 , П 2 0 7 и П 2 0 8 . В то ж е в р е м я д л я т р а н з и ­

ви д у , ч т о т е р м о с т а т и р о в а н и е и п р и м ен е н и е х о л о д и л ь н ы х э л е м е н т о в не у с т р а н я ю т не-

о б х о д и м о с ти п р и н я т и я м ер д л я о с л а б л е н и я в л и я н и я п р о и зв о д с т в е н н о г о р а з б р о с а п а р а м е т р о в тр а н зи с т о р о в , к о л е б а н и й п и та ю щ и х то к о в и н а п р я ж е н и й и т. п.

Г л а в а в т о р а я

О Ц Е Н К А О Ж И Д А Е М О Г О Р А З Б Р О С А П А Р А М Е Т Р О В Т Р А Н З И С Т О Р О В П Р И В О З Д Е Й С Т В И И О С Н О В Н Ы Х

Д Е С Т А Б И Л И З И Р У Ю Щ И Х Ф А К Т О Р О В

2-1. ИСХОДНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ

К а к у ж е о т м е ч а л о с ь , н е с м о т р я н а п р и м е н е н и е д л я р а с ­ ч е т а п а р а м е т р о в у с тр о й с тв н а т р а н з и с т о р а х с р а в н и т е л ь ­

т а к о м п л е к с н о г о в о зд е й с т в и я б о л ьш о го ч и сл а д е с т а б и л и - 39