Электроника в вопросах и ответах (Хабловски, Скулимовски) - страница 62
При работе с малыми сигналами выбор положения рабочей точки не очень критичен и нелинейные искажения малы. При больших сигналах выбор рабочей точки весьма существен и часто критичен. Если нужно обеспечить работу с минимально возможными искажениями, то рабочую точку выбирают вблизи середины используемого отрезка нагрузочной прямой, причем обычно сопротивление нагрузки и напряжение питания подбирают так, чтобы этот отрезок лежал в пределах линейного участка стоковой характеристики.
Рассеиваемая в транзисторе мощность (мощность потерь) определяется как произведение тока на напряжение коллектора (стока) в рабочей точке: Р = I>к·U>к. Выделение мощности в транзисторе вызывает увеличение его температуры, что приводит к изменению параметров, а в случае превышения допустимых границ может вызвать порчу транзистора.
Примерный вид характеристик транзистора с указанием ограничений при выборе рабочей точки представлен на рис. 4.27.
Рис. 4.27.Выходные характеристики полевого транзистора с областью выбора на них рабочей точки:
>1 — допустимая область работы; 2 — ограничение из-за нелинейности; 3 — ограничение из-за максимальной мощности потерь Рпот = Iс·Uси; 4 — ограниченно по напряжению из-за пробоя
Как влияет температура на свойства транзистора и положение рабочей точки?
Температура транзистора значительно сильнее влияет на параметры биполярных транзисторов, чем полевых. В разной степени изменению подвержена все параметры. Особенно заметен рост коэффициента h>21э при увеличении температуры, а также рост обратных токов, например ток I>кбо для кремниевых транзисторов удваивается при повышении температуры на 6 °C.
Полевой транзистор обладает меньшей зависимостью от температуры, однако четко прослеживается убывание тока I>с при увеличении температуры.
Примерный вид характеристик биполярного транзистора для разных температур представлен на рис. 4.28.
Рис. 4.28.Характеристики биполярного транзистора при 25 и 105 °C
Зависимость параметров транзистора от температуры, а следовательно, изменение токов вызывают меньшие или большие изменения положения рабочей точки. Может случиться, что под влиянием температуры рабочая точка сместится так, что появятся сильные искажения или будет превышена максимальная мощность потерь.
Для предотвращения подобных явлений часто прибегают к использованию схем стабилизации рабочей точки.
Что такое схемы питания транзисторов?
Это схемы, обеспечивающие соответствующие постоянные напряжения на электродах транзистора, т. е. устанавливающие заранее выбранную рабочую точку, называемую статической или в состоянии покоя. Схемы питания содержат источники напряжений и цепи, через которые эти напряжения подводятся к транзистору, например цепи резистивных делителей напряжения.